基于PSCAD的雙饋感應(yīng)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)及其低電壓穿越仿真研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、近年來我國風(fēng)電事業(yè)發(fā)展迅速,風(fēng)電裝機容量和并網(wǎng)容量每年都大幅度地增長。隨著風(fēng)力發(fā)電在電力系統(tǒng)中所占比重的逐漸增大,對風(fēng)電機組在電網(wǎng)故障條件下的不間斷運行能力即低電壓穿越能力的要求也越來越高。本文基于專業(yè)電力系統(tǒng)電磁暫態(tài)仿真軟件 PSCAD,對雙饋感應(yīng)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)及其低電壓穿越技術(shù)進行了研究。
  首先分析了雙饋感應(yīng)風(fēng)力發(fā)電機的運行原理,在建立雙饋電機數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上研究了雙饋電機基于背靠背式雙 PWM變換器的矢量控制策略,針對轉(zhuǎn)子

2、側(cè) PWM變換器和電網(wǎng)側(cè) PWM變換器的控制目標(biāo),分別設(shè)計了基于定子磁鏈定向的轉(zhuǎn)子側(cè)矢量控制系統(tǒng)和基于電網(wǎng)電壓定向的電網(wǎng)側(cè)矢量控制系統(tǒng)。特別的是,本文在所設(shè)計的轉(zhuǎn)子側(cè) PWM變換器控制系統(tǒng)中引入了滯環(huán)電流控制技術(shù),不僅簡化了控制系統(tǒng),還提高了系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)。
  根據(jù)所設(shè)計的控制系統(tǒng),在 PSCAD仿真平臺上建立了完整的雙饋感應(yīng)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的仿真模型,通過在風(fēng)速階躍變化和無功功率階躍變化兩種情況下的仿真,驗證了仿真模型的有效性和準

3、確性。
  從理論上分析了在電網(wǎng)電壓跌落故障下的雙饋電機定子電流、轉(zhuǎn)子電流、轉(zhuǎn)子電壓、直流母線電壓的動態(tài)響應(yīng),為了對理論分析進行驗證,利用所建立的系統(tǒng)仿真模型,仿真分析了雙饋電機在兩種典型的電網(wǎng)電壓跌落方式下的動態(tài)響應(yīng),結(jié)果表明電網(wǎng)電壓跌落故障會對雙饋電機及變換器造成很大的安全威脅,且其危害程度會隨著電壓跌落程度的加深而增大,所以需要通過增加硬件 crowbar保護電路來提高系統(tǒng)的低電壓穿越能力。
  分析了所需加入的主動式

4、 crowbar電路結(jié)構(gòu)及工作原理,在雙饋感應(yīng)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)仿真模型轉(zhuǎn)子側(cè)加入 crowbar電路模型,通過仿真驗證了crowbar電路的有效性。為了進一步優(yōu)化 crowbar保護技術(shù),本文并沒有只是采用枚舉法仿真分析多個不同crowbar阻值下系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)來選取最優(yōu) crowbar電阻值,而是先通過理論計算,在計及crowbar電路對定、轉(zhuǎn)子時間常數(shù)影響的條件下,確定了crowbar電阻的取值范圍,再在該范圍內(nèi)平均選取樣值進行仿真分析

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