風(fēng)力發(fā)電場機組低電壓穿越及控制系統(tǒng)建模與仿真研究.pdf

1、近年來，風(fēng)力發(fā)電在全球范圍內(nèi)得到了快速發(fā)展，世界各國的電網(wǎng)運營商對風(fēng)電接入能力提出了越來越嚴(yán)格的要求，包括LVRT能力、無功（電壓）控制能力、有功（頻率）調(diào)節(jié)能力等，對大規(guī)模風(fēng)電接入能力的預(yù)測與仿真也成為人們關(guān)注的焦點。隨著風(fēng)電并網(wǎng)技術(shù)研究的不斷深入，對風(fēng)電機組建模的準(zhǔn)確性、可靠性和合理性的要求越來越高。事實上由于缺少準(zhǔn)確的模型，已經(jīng)妨礙了風(fēng)電接入系統(tǒng)的仿真研究，難以準(zhǔn)確的評價風(fēng)電接入對電網(wǎng)的影響。因此，研究符合實際的風(fēng)力發(fā)電機組低電壓

2、穿越及控制策略的機電暫態(tài)模型具有重要的現(xiàn)實意義。
　　目前在國內(nèi)常用的電力系統(tǒng)分析軟件中廣泛使用的雙饋異步風(fēng)電機組、直驅(qū)同步風(fēng)電機組機電暫態(tài)模型是采用某一型號的風(fēng)電機組代表一類風(fēng)機，主要跟蹤了國外風(fēng)電機組模型研究的進展。近年國外風(fēng)機模型研究的主要內(nèi)容也是針對主流風(fēng)機廠家進行不斷的細(xì)化和完善。國內(nèi)廠家由于控制系統(tǒng)主要通過引進國外現(xiàn)成裝備，長期以來在模型和參數(shù)方面技術(shù)較為薄弱，無法配合電網(wǎng)進行模型的研究工作。通過與風(fēng)電廠家的合作，并結(jié)

3、合機電暫態(tài)程序，有望在模型完善和細(xì)化方面取得較大進展。
　　本文以雙饋風(fēng)力發(fā)電機和直驅(qū)式風(fēng)力發(fā)電機為研究對象，重點對其數(shù)學(xué)模型和低電壓穿越展開了理論研究，主要貢獻如下:
　　(1)分別研究了雙饋風(fēng)力發(fā)電機和直驅(qū)式風(fēng)力發(fā)電機的數(shù)學(xué)模型，包括風(fēng)機模型、同步旋轉(zhuǎn)dq坐標(biāo)系下發(fā)電機模型和變流器模型等;并且研究了穩(wěn)態(tài)情況下兩種風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)各部分的控制以及穩(wěn)態(tài)情況下電機轉(zhuǎn)速控制方案，在DIgSILENT和PSCAD中建立電磁暫態(tài)模型，驗

4、證其正確性。
　　(2)從能量平衡角度分別分析了雙饋風(fēng)力發(fā)電機和直驅(qū)式風(fēng)力發(fā)電機的故障特性，通過仿真驗證了撬棒電阻低電壓穿越策略在對稱故障和不對稱故障情況下的有效性，定性分析了撬棒電阻阻值對低電壓穿越效果的影響，并討論了限制電阻阻值的選擇原則。
　　(3)在深入研究雙饋式風(fēng)力發(fā)電機和直驅(qū)式風(fēng)力發(fā)電機的電磁暫態(tài)模型基礎(chǔ)上，針對山東電網(wǎng)不同廠家的風(fēng)機低電壓穿越特性在PSASP中開發(fā)相應(yīng)的機電暫態(tài)模型，使其能夠用于大規(guī)模風(fēng)電場接入