改進(jìn)Crowbar保護(hù)的雙饋電機(jī)低電壓穿越研究.pdf

1、隨著常規(guī)能源不斷衰竭以及能源需求日益高漲，風(fēng)能作為新興的綠色能源，受到越來越多的人們關(guān)注。隨著風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的不斷發(fā)展，風(fēng)電裝機(jī)容量在電網(wǎng)中的比例逐年增加，對電網(wǎng)的影響也越來越大。為了維護(hù)系統(tǒng)運行的安全性和穩(wěn)定性，世界各國紛紛制定了并網(wǎng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組不脫網(wǎng)運行的LVRT要求。
　　確保DFIG在電網(wǎng)電壓故障下安全不脫網(wǎng)運行同時滿足并網(wǎng)LVRT要求，目前的研究大致可以分為以下兩方面:一是改進(jìn)變換器的勵磁控制策略，該方法只適用于電網(wǎng)電壓輕

2、度跌落情況下，在電網(wǎng)發(fā)生較大幅度跌落則很難滿足要求。二是增加硬件保護(hù)電路，DFIG電壓跌落時在轉(zhuǎn)子側(cè)安裝Crowbar電路，但是該方發(fā)投入Crowbar電路使得DFIG轉(zhuǎn)子被短接，DFIG作感應(yīng)電機(jī)運行，從電網(wǎng)吸收大量無功功率，加劇了風(fēng)電場附近電網(wǎng)電壓的不穩(wěn)定性。針對上述情況，本文提出一種改進(jìn)的Crowbar電路不僅能夠?qū)崿F(xiàn)三相短路故障下對DFIG的保護(hù)，而且能夠在電壓跌落極限下實現(xiàn)LVRT。
　　為了便于研究DFIG三相短路以及

3、電壓跌落極限時的特性，在風(fēng)力機(jī)與DFlG的運行特性的基礎(chǔ)上，建立了DFIG的動態(tài)數(shù)學(xué)模型。在數(shù)學(xué)模型基礎(chǔ)上得到以電流為狀態(tài)參量的狀態(tài)空間方程，根據(jù)疊加原理將三相短路和電壓跌落的暫態(tài)過程等效成穩(wěn)定運行以及加反向電壓運行兩種工況的疊加。根據(jù)對三相短路以及LVRT的要求對三相短路和電壓跌落瞬態(tài)特性的運行特性進(jìn)行分析，揭示影響三相短路和電壓跌落極限的主要因素。在三相短路故障下提出改進(jìn)的Crowbar電路，在Crowbar電路的研究基礎(chǔ)上，實現(xiàn)三

4、相短路時對改進(jìn)Crowbar電路的參數(shù)整定;對電壓跌落極限時運行特性的分析，建立電壓跌落極限下的數(shù)學(xué)模型，在此基礎(chǔ)上研究出改進(jìn)的Crowbar電路結(jié)合轉(zhuǎn)子勵磁電壓的LVRT控制策略，并對DFIG的LVRT運行特性進(jìn)行分析。
　　在理論研究的基礎(chǔ)上，基于Matlab/Simulink仿真平臺以及DFIG三相短路和電壓跌落極限LVRT數(shù)學(xué)模型，搭建了DFIG三相短路和電壓跌落極限LVRT的仿真模型。理論和仿真結(jié)果表明，采用改進(jìn)的Cro