基于雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)的風(fēng)電系統(tǒng)高電壓脫網(wǎng)問(wèn)題研究.pdf

1、近年來(lái)，并網(wǎng)風(fēng)電場(chǎng)的故障生存性問(wèn)題得到了國(guó)內(nèi)外政府及學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)的廣泛關(guān)注。國(guó)內(nèi)外學(xué)者針對(duì)風(fēng)電場(chǎng)低電壓穿越能力的提高已經(jīng)進(jìn)行了充分研究，實(shí)踐證明，經(jīng)過(guò)低電壓穿越能力改造的風(fēng)電場(chǎng)的脫網(wǎng)事故發(fā)生概率大大被降低。與此相比，關(guān)于風(fēng)電場(chǎng)高電壓穿越的研究并不充分，風(fēng)電場(chǎng)由于高電壓脫網(wǎng)的事故仍時(shí)有發(fā)生，故高電壓脫網(wǎng)問(wèn)題是目前風(fēng)電場(chǎng)生存性面臨的主要問(wèn)題；因此，為了進(jìn)一步增強(qiáng)風(fēng)電場(chǎng)的故障穿越能力，對(duì)風(fēng)電場(chǎng)高電壓脫網(wǎng)問(wèn)題的研究十分必要。本文即分別從增強(qiáng)風(fēng)電機(jī)組

2、高電壓穿越能力，以及改進(jìn)場(chǎng)內(nèi)無(wú)功-電壓控制策略兩方面入手，意圖解決風(fēng)電場(chǎng)高電壓脫網(wǎng)問(wèn)題。
　　本文首先介紹了雙饋風(fēng)電機(jī)組的基本結(jié)構(gòu)和工作原理，建立了其在同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型，并分析了網(wǎng)側(cè)及轉(zhuǎn)子側(cè)變流器的控制系統(tǒng)，指出雙饋機(jī)組可以實(shí)現(xiàn)四象限運(yùn)行，應(yīng)該充分發(fā)揮其無(wú)功調(diào)節(jié)能力，使其在故障期間對(duì)電網(wǎng)提供無(wú)功支撐。
　　本文針對(duì)雙饋風(fēng)電機(jī)組高電壓穿越能力不足的問(wèn)題，在量化其網(wǎng)側(cè)變流器與定子側(cè)的無(wú)功功率輸出能力的基礎(chǔ)上，提出了一種

3、與電網(wǎng)電壓相適應(yīng)的考慮雙饋風(fēng)機(jī)動(dòng)態(tài)無(wú)功支撐能力的HVRT策略，即輕度電壓驟升故障時(shí)利用無(wú)功支撐實(shí)現(xiàn)穿越、深度電壓驟升故障時(shí)結(jié)合硬件保護(hù)裝置投入實(shí)現(xiàn)穿越，并通過(guò)PSCAD/EMTDC仿真驗(yàn)證了其有效性；此HVRT策略可以在現(xiàn)有雙饋機(jī)組硬件條件下，充分發(fā)揮雙饋機(jī)組的動(dòng)態(tài)無(wú)功調(diào)節(jié)能力，顯著提高其在電網(wǎng)電壓驟升期間的生存性，減少DC chopper及 Crowbar電路的投入，從而延長(zhǎng)風(fēng)電功率的可控時(shí)間，使其在高電壓故障期間向電網(wǎng)提供無(wú)功支撐。

4、
　　另外本文針對(duì)風(fēng)電場(chǎng)中無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備動(dòng)態(tài)響應(yīng)能力不足帶來(lái)的高電壓脫網(wǎng)現(xiàn)象，將典型的風(fēng)電場(chǎng)脫網(wǎng)事故鏈進(jìn)行復(fù)現(xiàn)，深入展現(xiàn)風(fēng)電場(chǎng)電壓無(wú)功問(wèn)題的演化機(jī)理，在此基礎(chǔ)上對(duì)STACOM裝置的控制方式進(jìn)行改進(jìn)，并提出基于AVC系統(tǒng)預(yù)測(cè)的主動(dòng)式STACOM電壓調(diào)整策略，此策略通過(guò)引入延時(shí)閉鎖的旁路控制模塊，使故障切除瞬間STACOM的控制疊加一個(gè)反向無(wú)功補(bǔ)償信號(hào)，從而避免故障切除后的過(guò)補(bǔ)償帶來(lái)的高電壓?jiǎn)栴}；最后在EMTDC/PSCAD中搭建的風(fēng)電