基于Crowbar的雙饋機(jī)組風(fēng)電場(chǎng)等值模型及并網(wǎng)仿真分析.pdf

1、隨著風(fēng)電并網(wǎng)的比例不斷增加，分析風(fēng)力發(fā)電對(duì)電力系統(tǒng)的影響也變得越來(lái)越重要。針對(duì)雙饋型風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)中亟須解決的低電壓穿越問(wèn)題，需要建立合理的風(fēng)電場(chǎng)等值模型。為此，本文基于雙饋風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)部風(fēng)電機(jī)組crowbar電路特性研究風(fēng)電場(chǎng)的等值方法，深入研究雙饋風(fēng)電場(chǎng)暫態(tài)并網(wǎng)特性。具體包括以下幾個(gè)方面的工作:
　　(1)分析了雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)組中雙饋發(fā)電機(jī)、風(fēng)輪機(jī)軸系和空氣動(dòng)力學(xué)的工作機(jī)理，給出了轉(zhuǎn)子側(cè)和網(wǎng)側(cè)變流器控制系統(tǒng)框圖。研究了雙饋發(fā)電機(jī)的暫態(tài)

2、特性，利用發(fā)電機(jī)模型和轉(zhuǎn)子側(cè)變流器控制系統(tǒng)模型推導(dǎo)出了轉(zhuǎn)子電流在電網(wǎng)故障時(shí)電壓跌落期間的表達(dá)式。進(jìn)一步分析了雙饋風(fēng)電機(jī)組crowbar電路的結(jié)構(gòu)和特性。
　　(2)提出了風(fēng)電場(chǎng)雙機(jī)等值方法。通過(guò)潮流計(jì)算和故障短路計(jì)算得到風(fēng)機(jī)組的機(jī)端正常運(yùn)行電壓和故障跌落電壓;求解各風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)子在電網(wǎng)短路故障時(shí)的電流，確定需要投入crowbar的風(fēng)電機(jī)組數(shù)量，將風(fēng)電場(chǎng)的風(fēng)機(jī)分為含投入crowbar和不投入crowbar兩組;分別利用容量加權(quán)法求解各組

3、參數(shù)，將風(fēng)電場(chǎng)等值為兩臺(tái)風(fēng)電機(jī)組。雙機(jī)等值模型考慮了獨(dú)立風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)和電網(wǎng)故障時(shí)投入crowbar的不同情況，能夠反映在故障期間風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)部的變化。
　　(3)通過(guò)算例求解WSCC系統(tǒng)接入50MW風(fēng)電場(chǎng)的雙機(jī)等值模型。利用求解的雙機(jī)等值模型進(jìn)行了并網(wǎng)仿真分析，并與風(fēng)電場(chǎng)單機(jī)等值模型進(jìn)行了對(duì)比分析。驗(yàn)證了在電網(wǎng)故障期間雙機(jī)模型考慮了部分風(fēng)電機(jī)組的crowbar動(dòng)作引起的風(fēng)電場(chǎng)的特性變化，能夠更準(zhǔn)確地反映風(fēng)電場(chǎng)的電壓跌落以及有功功率

4、和無(wú)功功率的缺額。利用雙機(jī)等值模型分析了雙饋風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)的暫態(tài)電壓穩(wěn)定性，得出雙饋風(fēng)電接入系統(tǒng)后電壓失穩(wěn)主要由并網(wǎng)點(diǎn)附近的電動(dòng)機(jī)負(fù)荷失速引起。
　　(4)在分析了常用的提高雙饋型風(fēng)電場(chǎng)低電壓穿越能力措施的基礎(chǔ)上，通過(guò)仿真在風(fēng)電場(chǎng)中加入靜止同步補(bǔ)償器(STATCOM)，分析了風(fēng)電場(chǎng)的低電壓穿越特點(diǎn)，利用這種快速無(wú)功補(bǔ)償裝置增加了風(fēng)電場(chǎng)在故障期間的無(wú)功功率輸出，提高了風(fēng)電場(chǎng)的低電壓穿越能力。
　　基于crowbar的風(fēng)電場(chǎng)雙機(jī)等值