雙饋感應(yīng)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)低電壓穿越技術(shù)的研究與仿真.pdf

1、隨著風(fēng)電機(jī)組單機(jī)容量的增加和風(fēng)電場規(guī)模的不斷擴(kuò)大，一旦電網(wǎng)發(fā)生故障將迫使風(fēng)電機(jī)組因自身保護(hù)而大面積脫網(wǎng)，嚴(yán)重影響電力系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性。在電網(wǎng)電壓跌落情況下，基于雙饋感應(yīng)發(fā)電機(jī)的風(fēng)電機(jī)組會導(dǎo)致轉(zhuǎn)子側(cè)過流，同時轉(zhuǎn)子側(cè)電流的迅速增加會導(dǎo)致轉(zhuǎn)子勵磁變流器的直流側(cè)電壓升高。過流會損壞發(fā)電機(jī)勵磁變流器，而過壓會使發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子繞組絕緣擊穿。為了保護(hù)連接發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的勵磁變流器，必須研究過壓、過流保護(hù)措施，以提高雙饋感應(yīng)風(fēng)電機(jī)組的低電壓穿越能力。按照E.

2、on公司制定的并網(wǎng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組不脫網(wǎng)運(yùn)行范圍對并網(wǎng)雙饋感應(yīng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)在電網(wǎng)電壓小幅下降和嚴(yán)重跌落期間的低電壓穿越技術(shù)進(jìn)行了研究。
　　分析了交流勵磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)的工作原理和特點(diǎn)以及雙饋感應(yīng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的等值電路和運(yùn)行結(jié)構(gòu)。建立了當(dāng)前采用的雙饋感應(yīng)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的MATLAB仿真模型，仿真研究了電網(wǎng)電壓跌落至60％和15%額定電壓的情況下，雙饋感應(yīng)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)不脫網(wǎng)運(yùn)行對發(fā)電機(jī)和變頻器設(shè)備的沖擊。仿真結(jié)果表明：所采用的雙饋感應(yīng)電機(jī)控制系統(tǒng)

3、在電網(wǎng)電壓跌至60%和15%額定電壓期間，電機(jī)轉(zhuǎn)子電流和轉(zhuǎn)子變頻器直流側(cè)電容器兩端的電壓均超過電機(jī)以及變頻器中開關(guān)元件的運(yùn)行極限，不能實(shí)現(xiàn)低電壓穿越運(yùn)行。
　　針對現(xiàn)有雙饋電機(jī)控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型和控制方案的不足，對雙饋電機(jī)轉(zhuǎn)子側(cè)變換器控制系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計：選用考慮電網(wǎng)電壓波動建立的雙饋感應(yīng)電機(jī)控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型，利用定子電壓定向的矢量控制方法，采用跟蹤風(fēng)機(jī)側(cè)最大風(fēng)能捕捉系統(tǒng)輸出的發(fā)電機(jī)最佳轉(zhuǎn)速并且單位功率因數(shù)向電網(wǎng)傳送功率的控制策略。并

4、建立了所設(shè)計控制系統(tǒng)的MATLAB仿真模型。仿真結(jié)果表明：在電網(wǎng)電壓跌至60%額定電壓以上時，采用所設(shè)計的控制系統(tǒng)，不用增加額外的硬件設(shè)備就可以實(shí)現(xiàn)低電壓穿越運(yùn)行。
　　在機(jī)端三相對地短路故障下，根據(jù)對雙饋感應(yīng)電機(jī)電磁暫態(tài)過程的分析，得出了故障時增大定、轉(zhuǎn)子的電阻和漏感可以有效抑制轉(zhuǎn)子側(cè)過電流和變流器直流電容兩端過電壓的結(jié)論。據(jù)此，制定了在電網(wǎng)電壓大幅下降期間雙饋感應(yīng)電機(jī)的控制策略，并在MATLAB里對其進(jìn)行了仿真驗(yàn)證。結(jié)果表明：