雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)低電壓穿越控制策略與模型驗證.pdf

1、大力發(fā)展風(fēng)能是解決環(huán)境污染和能源危機(jī)的其中一種有效的途徑。隨著風(fēng)力發(fā)電在國內(nèi)外得到大力的發(fā)展,風(fēng)力發(fā)電對電力系統(tǒng)的影響變得越來越重要。為了分析風(fēng)電與電力系統(tǒng)之間的相互影響,很有必要去開發(fā)用于電力系統(tǒng)穩(wěn)定性研究的風(fēng)電機(jī)組模型。這個風(fēng)電機(jī)組模型應(yīng)能滿足現(xiàn)如今風(fēng)電并網(wǎng)導(dǎo)則對風(fēng)電機(jī)組特性的要求,模型的詳細(xì)程度應(yīng)當(dāng)能夠兼顧考慮到模型復(fù)雜性和響應(yīng)的精度,達(dá)到最佳結(jié)合點。論文以在風(fēng)電場中獲得廣泛應(yīng)用的變速恒頻雙饋風(fēng)電機(jī)組為研究對象,針對雙饋風(fēng)電機(jī)組的

2、建模、控制以及低電壓穿越能力開展了研究。
　　本文首先介紹了雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu),并建立了雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型。在此之上建立了雙饋風(fēng)力機(jī)以及雙饋感應(yīng)發(fā)電機(jī)的控制系統(tǒng)。通過定子磁鏈定向和電網(wǎng)電壓定向的矢量控制策略,建立了轉(zhuǎn)子側(cè)變流器和網(wǎng)側(cè)變流器的功率解耦控制,并通過仿真驗證了雙饋風(fēng)電機(jī)組的功率解耦控制。在分析電網(wǎng)電壓跌落后雙饋風(fēng)電機(jī)組的暫態(tài)特性基礎(chǔ)上,并根據(jù)相應(yīng)要求,建立了雙饋風(fēng)電機(jī)組的保護(hù)系統(tǒng),并對保護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行了相關(guān)的驗證

3、。其次,通過在雙饋風(fēng)電機(jī)組轉(zhuǎn)子側(cè)加裝crowbar電路來實現(xiàn)風(fēng)電機(jī)組的低電壓穿越功能。依據(jù)風(fēng)電并網(wǎng)導(dǎo)則中對低電壓穿越期間風(fēng)電機(jī)組有功功率和無功功率特性的要求,并在調(diào)研雙饋風(fēng)電機(jī)組廠商常見的有功功率恢復(fù)特性的基礎(chǔ)上,深入研究了風(fēng)電機(jī)組動態(tài)無功功率控制策略、有功功率控制策略和雙饋風(fēng)電機(jī)組crowbar電路控制,在軟件平臺上建立了基于轉(zhuǎn)子側(cè)crowbar電路的具備低電壓穿越功能的雙饋風(fēng)電機(jī)組機(jī)電暫態(tài)仿真模型。并與實測雙饋風(fēng)電機(jī)組的相關(guān)特性進(jìn)行

4、仿真對比,進(jìn)一步修正相關(guān)參數(shù),確保雙饋風(fēng)電機(jī)組機(jī)電暫態(tài)模型的有效性和準(zhǔn)確性。最后,對雙饋風(fēng)電機(jī)組的低電壓穿越特性進(jìn)行了相應(yīng)的研究。分析了crowbar電阻選取以及crowbar電路投入運(yùn)行持續(xù)時間的選擇,并研究了不同crowbar電阻取值以及crowbar電路投入運(yùn)行持續(xù)時間對雙饋風(fēng)電機(jī)組低電壓穿越特性的影響。此外,針對風(fēng)電機(jī)組單機(jī)并網(wǎng)容量不斷增大,風(fēng)力機(jī)柔性越來越大的風(fēng)力機(jī)發(fā)展趨勢,通過采用等效質(zhì)量法建立風(fēng)力機(jī)不同等效模型,研究了風(fēng)力