基于風電場輸電線路模型的雷電共、差模過電壓研究

趙新穎，劉素芳

（鄭州鐵路職業技術學院，鄭州 451460）

0 引言

隨著風力發電場的發展規模以及風電機組單機容量的不斷增長[1]，風電場的運行安全問題越來越受到人們的關注。由于風電場一般建造在空曠開闊的地方，暴露于大自然中，使得風機及輸電線路很容易遭到雷擊。雷擊產生的巨大能量，不僅會造成風機葉片損壞、發電機絕緣擊穿、控制元器件燒毀[2]，而且會沿輸電線路侵入整個發電場的電力系統，影響其他風機和升壓站設備的安全運行。當電力系統發生較大擾動時，會對輸電線系統及風電機組造成嚴重的沖擊和影響，使風力發電場各設備安全穩定運行受到威脅。因此研究風力發電場輸電線路上雷電過電壓及過電流的傳輸衰減過程，對風機及升壓站設備的過電壓防護具有參考價值。

傳輸線理論一直被廣泛應用于電磁方面的計算，并已逐步發展成較成熟的理論體系。1927年，J.R.Carsion[3]等對周期電流在平行導線系統中的傳播進行計算。L.V.Bewley等[4]研究了傳輸線上電磁波的傳播。隨后人們開始用傳輸線方程來分析高頻電路，并在研究中，將傳輸線假定為無損情況。頻率越高，導體中產生的損耗越大，因此在傳輸線系統的研究過程中必須考慮損耗的影響。對于傳輸線上電磁波的瞬態問題，人們開始用時域頻域法（TDFD）對多導體傳輸線進行時域分析。首先將輸入的時域激勵信號進行傅里葉變換，將其變換到頻域，在頻域上進行計算，再將計算結果通過傅里葉逆變換，將其變換到時域。……