基于數(shù)學解析方法的雙饋感應發(fā)電機組暫態(tài)特性研究.pdf

1、隨著能源危機的加深和人們對于環(huán)境問題的關注的不斷提升，風力發(fā)電在世界各國呈現(xiàn)出迅猛增長的態(tài)勢。雙饋感應發(fā)電機（DFIG）的結構有別于傳統(tǒng)的同步和異步電機，對于其暫態(tài)特性及故障反應機理的研究不夠深入，尚未形成成熟的故障分析方法與解析計算模型。因此，本文做如下研究：
　　為使DFIG暫態(tài)解析適用于更多電網(wǎng)故障，提出了一種建立機側變流器（RSC）暫態(tài)模型的方法。利用Simulink仿真，研究控制信號傳輸過程中重要節(jié)點的波形特征，得出了轉

2、子電壓、電流之間的“趨勢”規(guī)律，并用嚴謹?shù)臄?shù)學邏輯證明其“趨勢”滿足RSC內環(huán)控制策略。繼而對一般情況進行推廣，得出了一種適用于更多控制策略的RSC暫態(tài)模型建模方法。
　　針對應用疊加原理、拉氏變換解析復雜繁瑣，基于狀態(tài)轉移矩陣并以磁鏈為狀態(tài)變量對數(shù)學模型進行求解。狀態(tài)變量系數(shù)分為四個區(qū)域，正對角區(qū)域決定狀態(tài)變量解的頻率和衰減時間常數(shù)，反對角兩個區(qū)域同時不為零，對頻率和衰減時間造成偏移，否則，沒有影響。以控制策略為基礎的轉子變換器

3、暫態(tài)等效模型，對應地改變四個區(qū)域下方兩個區(qū)域。解析適用各種故障類型。仿真發(fā)現(xiàn)，有功功率和無功功率對首個周期有嚴重影響，之后影響微弱。
　　研究了RSC控制策略對DFIG暫態(tài)電流的影響。當今雙饋風力發(fā)電機的低壓穿越能力越來越好，一定程度的電壓跌落不再依靠撬棒回路保護，轉子側變流器的控制策略影響越來越明顯。針對忽視RSC影響的研究，利用狀態(tài)轉移矩陣對計及RSC控制策略的電機模型進行解析。研究以PI控制策略為例，其比例系數(shù)影響暫態(tài)電流的

4、幅值和衰減時間常數(shù)，等效于轉子側附加電阻值；積分系數(shù)會影響暫態(tài)電流頻率、衰減時間及幅值，但數(shù)值較?。唤怦羁刂埔氲碾妷貉a償項是引起暫態(tài)電流頻率變化的主要原因；控制策略中的有功無功計算表達式也會影響頻率。及時改變控制策略，有助于削弱暫態(tài)分量，便于配合出口的電網(wǎng)保護。
　　分析了計及Crowbar保護的DFIG暫態(tài)特征?？紤]變流器控制策略的影響，更能準確的表征真實的DFIG的暫態(tài)電流。運用狀態(tài)轉移矩陣解析方法，推導出計及Crowbar