雙饋風力發(fā)電機LVRT無功支持能力研究.pdf

1、隨著風力發(fā)電容量的逐年增加，風力發(fā)電機組和電網(wǎng)之間關系的妥善處理就顯得更加重要。因此，研究電網(wǎng)故障下的低電壓穿越（LVRT）技術具有迫切的現(xiàn)實意義。本文從電網(wǎng)的友好性出發(fā)，從無功支持的角度研究了雙饋風力發(fā)電機組的低電壓穿越能力。
　　本文首先介紹了幾種常見的變速恒頻風力發(fā)電機組，重點分析了雙饋風力發(fā)電機組的結構與控制策略，分別建立了雙饋風力發(fā)電機（DFIG）和網(wǎng)側PWM變流器在三相靜止坐標系下的數(shù)學模型。然后利用基本坐標變換推導出

2、兩相旋轉坐標系下 DFIG和網(wǎng)側變流器的數(shù)學模型，同時分別對轉子側變流器和網(wǎng)側變流器實施了基于定子磁鏈定向和電網(wǎng)電壓定向的矢量控制，進而實現(xiàn)了雙饋發(fā)電機組的安全穩(wěn)定運行。其次，分析了DFIG的運行狀態(tài)及功率流動關系，根據(jù)其等效模型和無功特點得出了單臺雙饋風力發(fā)電機組的無功極限。確定了風電場的無功能力范圍，進而對風電場無功容量進行了優(yōu)化分配。同時分析了風電場的低電壓穿越控制目標、常見的電網(wǎng)故障類型以及Crowbar電路。針對電網(wǎng)電壓對稱跌

3、落故障，詳細的推導了跌落過程中DFIG的暫態(tài)過程和無功支持能力。另外針對電網(wǎng)非對稱故障情況，利用正負序?qū)ΨQ分量法重新建立了雙饋風力發(fā)電機組的數(shù)學模型。針對系統(tǒng)各種控制目標，采用了轉子側和網(wǎng)側變流器聯(lián)合控制策略，很好的實現(xiàn)了機組的低電壓穿越運行。最后使用Matlab/Simulink搭建了50KW的雙饋風力發(fā)電機組仿真模型，根據(jù)仿真結果驗證了以上控制策略的正確性。同時驗證了對稱跌落故障下，雙饋風力發(fā)電機運行于超同步發(fā)電狀態(tài)向電網(wǎng)提供無功支