基于Crowbar電路的雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)低電壓穿越性能優(yōu)化分析.pdf

1、隨著風(fēng)力發(fā)電產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展,風(fēng)電機(jī)組是否具備低電壓穿越能力已成為影響其并網(wǎng)運(yùn)行的關(guān)鍵因素。本文針對電網(wǎng)故障情況下雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的低電壓穿越展開研究,完成的主要工作和取得的成果如下:
　　首先建立雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)在三相靜止坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型,通過坐標(biāo)變換理論將所建立的數(shù)學(xué)模型轉(zhuǎn)換到兩相同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下,通過分別控制轉(zhuǎn)子電流在dq軸的分量可以實(shí)現(xiàn)對有功和無功的解耦控制。分別對轉(zhuǎn)子側(cè)和網(wǎng)側(cè)變換器進(jìn)行矢量控制,轉(zhuǎn)子側(cè)采用滯環(huán)矢量控制技術(shù),

2、網(wǎng)側(cè)采用定子電壓定向的矢量控制技術(shù)。在此基礎(chǔ)上,基于PSCAD仿真軟件搭建雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的仿真模型。在電網(wǎng)發(fā)生三相對稱短路故障時(shí),造成電網(wǎng)電壓大幅跌落的情況下,分析了雙饋電機(jī)轉(zhuǎn)子電流、定子電壓、直流母線電壓等多項(xiàng)參數(shù)的暫態(tài)特性,并進(jìn)行仿真分析和驗(yàn)證。首先通過給定無功不同值,對有功功率進(jìn)行分析,驗(yàn)證了其控制策略的有效性,其次,對電網(wǎng)電壓長時(shí)間大幅度跌落的情況進(jìn)行仿真,結(jié)果表明各項(xiàng)參考量的波形會(huì)發(fā)生畸變,說明了電壓跌落危害的嚴(yán)重性以及實(shí)現(xiàn)

3、低電壓穿越的必要性。
　　本文采用在雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)轉(zhuǎn)子側(cè)外接硬件電路的方式實(shí)現(xiàn)低電壓穿越,采用的是IGBT型主動(dòng)式Crowbar保護(hù)電路,其優(yōu)點(diǎn)是可以隨時(shí)對保護(hù)電路進(jìn)行切出。通過理論分析得出影響電壓恢復(fù)期間的主要因素是Crowbar保護(hù)電路的電阻Rcb,因此,采用理論計(jì)算的方法得出Rcb的最佳取值范圍,并通過仿真分析得出在這個(gè)取值范圍內(nèi)Rcb的最優(yōu)電阻。最后通過仿真得出Crowbar保護(hù)電路的合理投切策略。在電網(wǎng)電壓大幅度跌落的