雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)LVRT無功支持能力研究.pdf

1、隨著風(fēng)力發(fā)電容量的逐年增加，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組和電網(wǎng)之間關(guān)系的妥善處理就顯得更加重要。因此，研究電網(wǎng)故障下的低電壓穿越（LVRT）技術(shù)具有迫切的現(xiàn)實(shí)意義。本文從電網(wǎng)的友好性出發(fā)，從無功支持的角度研究了雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的低電壓穿越能力。
　　本文首先介紹了幾種常見的變速恒頻風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，重點(diǎn)分析了雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的結(jié)構(gòu)與控制策略，分別建立了雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)（DFIG）和網(wǎng)側(cè)PWM變流器在三相靜止坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型。然后利用基本坐標(biāo)變換推導(dǎo)出

2、兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下 DFIG和網(wǎng)側(cè)變流器的數(shù)學(xué)模型，同時(shí)分別對(duì)轉(zhuǎn)子側(cè)變流器和網(wǎng)側(cè)變流器實(shí)施了基于定子磁鏈定向和電網(wǎng)電壓定向的矢量控制，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了雙饋發(fā)電機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行。其次，分析了DFIG的運(yùn)行狀態(tài)及功率流動(dòng)關(guān)系，根據(jù)其等效模型和無功特點(diǎn)得出了單臺(tái)雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的無功極限。確定了風(fēng)電場(chǎng)的無功能力范圍，進(jìn)而對(duì)風(fēng)電場(chǎng)無功容量進(jìn)行了優(yōu)化分配。同時(shí)分析了風(fēng)電場(chǎng)的低電壓穿越控制目標(biāo)、常見的電網(wǎng)故障類型以及Crowbar電路。針對(duì)電網(wǎng)電壓對(duì)稱跌

3、落故障，詳細(xì)的推導(dǎo)了跌落過程中DFIG的暫態(tài)過程和無功支持能力。另外針對(duì)電網(wǎng)非對(duì)稱故障情況，利用正負(fù)序?qū)ΨQ分量法重新建立了雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的數(shù)學(xué)模型。針對(duì)系統(tǒng)各種控制目標(biāo)，采用了轉(zhuǎn)子側(cè)和網(wǎng)側(cè)變流器聯(lián)合控制策略，很好的實(shí)現(xiàn)了機(jī)組的低電壓穿越運(yùn)行。最后使用Matlab/Simulink搭建了50KW的雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)組仿真模型，根據(jù)仿真結(jié)果驗(yàn)證了以上控制策略的正確性。同時(shí)驗(yàn)證了對(duì)稱跌落故障下，雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)運(yùn)行于超同步發(fā)電狀態(tài)向電網(wǎng)提供無功支