基于Crowbar的雙饋機組風(fēng)電場等值模型及并網(wǎng)仿真分析.pdf

1、隨著風(fēng)電并網(wǎng)的比例不斷增加，分析風(fēng)力發(fā)電對電力系統(tǒng)的影響也變得越來越重要。針對雙饋型風(fēng)電場并網(wǎng)中亟須解決的低電壓穿越問題，需要建立合理的風(fēng)電場等值模型。為此，本文基于雙饋風(fēng)電場內(nèi)部風(fēng)電機組crowbar電路特性研究風(fēng)電場的等值方法，深入研究雙饋風(fēng)電場暫態(tài)并網(wǎng)特性。具體包括以下幾個方面的工作:
　　(1)分析了雙饋風(fēng)力發(fā)電機組中雙饋發(fā)電機、風(fēng)輪機軸系和空氣動力學(xué)的工作機理，給出了轉(zhuǎn)子側(cè)和網(wǎng)側(cè)變流器控制系統(tǒng)框圖。研究了雙饋發(fā)電機的暫態(tài)

2、特性，利用發(fā)電機模型和轉(zhuǎn)子側(cè)變流器控制系統(tǒng)模型推導(dǎo)出了轉(zhuǎn)子電流在電網(wǎng)故障時電壓跌落期間的表達式。進一步分析了雙饋風(fēng)電機組crowbar電路的結(jié)構(gòu)和特性。
　　(2)提出了風(fēng)電場雙機等值方法。通過潮流計算和故障短路計算得到風(fēng)機組的機端正常運行電壓和故障跌落電壓;求解各風(fēng)機的轉(zhuǎn)子在電網(wǎng)短路故障時的電流，確定需要投入crowbar的風(fēng)電機組數(shù)量，將風(fēng)電場的風(fēng)機分為含投入crowbar和不投入crowbar兩組;分別利用容量加權(quán)法求解各組

3、參數(shù)，將風(fēng)電場等值為兩臺風(fēng)電機組。雙機等值模型考慮了獨立風(fēng)電機組運行狀態(tài)和電網(wǎng)故障時投入crowbar的不同情況，能夠反映在故障期間風(fēng)電場內(nèi)部的變化。
　　(3)通過算例求解WSCC系統(tǒng)接入50MW風(fēng)電場的雙機等值模型。利用求解的雙機等值模型進行了并網(wǎng)仿真分析，并與風(fēng)電場單機等值模型進行了對比分析。驗證了在電網(wǎng)故障期間雙機模型考慮了部分風(fēng)電機組的crowbar動作引起的風(fēng)電場的特性變化，能夠更準確地反映風(fēng)電場的電壓跌落以及有功功率

4、和無功功率的缺額。利用雙機等值模型分析了雙饋風(fēng)電場并網(wǎng)的暫態(tài)電壓穩(wěn)定性，得出雙饋風(fēng)電接入系統(tǒng)后電壓失穩(wěn)主要由并網(wǎng)點附近的電動機負荷失速引起。
　　(4)在分析了常用的提高雙饋型風(fēng)電場低電壓穿越能力措施的基礎(chǔ)上，通過仿真在風(fēng)電場中加入靜止同步補償器(STATCOM)，分析了風(fēng)電場的低電壓穿越特點，利用這種快速無功補償裝置增加了風(fēng)電場在故障期間的無功功率輸出，提高了風(fēng)電場的低電壓穿越能力。
　　基于crowbar的風(fēng)電場雙機等值