基于串聯(lián)型DVR的雙饋風(fēng)電機組低電壓穿越研究.pdf

1、隨著風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展，利用風(fēng)能資源發(fā)電在電力生產(chǎn)中所占的比例越來越大，大容量風(fēng)電機組規(guī)模化并網(wǎng)對電網(wǎng)穩(wěn)定性有著很大的沖擊，電網(wǎng)對風(fēng)電機組低電壓穿越（LVRT）能力提出了越來越嚴(yán)格的要求。作為目前風(fēng)力發(fā)電主流機型雙饋異步發(fā)電機（DFIG）在承受電網(wǎng)故障時有一定缺陷，主要表現(xiàn)為定子直接并網(wǎng)，易受電網(wǎng)故障影響，而轉(zhuǎn)子側(cè)變頻器容量相對較小，應(yīng)對電網(wǎng)故障時對DFIG控制能力受限，所以要著力改善雙饋風(fēng)電機組低電壓穿越能力。本文采用了一種有源實時補

2、償裝置動態(tài)電壓恢復(fù)器（DVR)輔助DFIG實現(xiàn)各種低電壓穿越方案，在電網(wǎng)電壓跌落時，DVR對DFIG端口電壓進(jìn)行完全補償，使機端電壓始終維持在正常水平，有效地抑制電磁暫態(tài)沖擊，是一種理想的從根源解決電網(wǎng)故障方案。
　　在理想電網(wǎng)條件下，介紹了雙饋風(fēng)電機組的基本工作原理和雙饋電機數(shù)學(xué)模型，并根據(jù)變換器數(shù)學(xué)模型建立了傳統(tǒng)基于PI控制器的轉(zhuǎn)子側(cè)變換器定子磁鏈定向，網(wǎng)側(cè)變換器定子電壓定向的矢量控制策略。分析了準(zhǔn)比例諧振控制器（PR）特性，

3、并構(gòu)建了基于準(zhǔn)PR控制器的轉(zhuǎn)子側(cè)和網(wǎng)側(cè)變換器的矢量控制系統(tǒng)，簡化了電流環(huán)控制的復(fù)雜性。其次介紹了DVR系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成和數(shù)學(xué)模型；對逆變單元采用基于準(zhǔn)PR控制器的復(fù)合控制策略，保證對電壓補償參考量的精確跟蹤及跌落電壓的完全補償；對雙向DC/DC變換器的控制維持直流電壓穩(wěn)定。文中的求導(dǎo)αβ-dq電壓檢測法確保了DVR快速切入，新型諧振調(diào)節(jié)器的正負(fù)序分離方法能夠?qū)崟r判斷電壓跌落程度和平衡度。
　　通過MATLAB/Simulink軟件平

4、臺建立了并網(wǎng)2MW雙饋式風(fēng)電機組及串聯(lián)型三單相DVR仿真模型。文中根據(jù)電網(wǎng)故障類型分別探討了瞬態(tài)三相電壓對稱跌落、不平衡和嚴(yán)重不對稱跌落對DFIG的影響，并對應(yīng)的在DVR的串聯(lián)補償下DFIG不脫網(wǎng)運行特性進(jìn)行了仿真分析。整個故障過程勵磁電流仍可控，發(fā)電機組仍能平穩(wěn)輸出有功、無功功率；在故障初始及恢復(fù)時刻，各電磁量暫態(tài)分量得到了有效限制，滿足國家并網(wǎng)準(zhǔn)則，風(fēng)電機組外圍采用串聯(lián)型DVR能夠增強風(fēng)電機組低電壓穿越能力。最后驗證了準(zhǔn)PR控制器和