電網非正常狀態(tài)下的風電機組運行特性研究.pdf

1、隨著風力發(fā)電技術的快速發(fā)展和成熟，風力發(fā)電的大規(guī)模應用已經成為許多國家新能源發(fā)展戰(zhàn)略的重要組成部分，且單一風電場規(guī)模呈現日益增加的趨勢。隨著大容量風電場的規(guī)劃和建設，風電在電力系統(tǒng)中所占的比重逐步增加，與電力系統(tǒng)的相互作用和相互影響也隨之加大。風電領域的研究熱點正從小容量單機的風力發(fā)電技術向大容量系統(tǒng)級的方向發(fā)展，從研究大容量風電場的穩(wěn)態(tài)行為過渡到其接入電網后的動、暫態(tài)行為，從正常電網條件下風電機組的運行轉向電網故障下的穿越運行。特別是

2、在電網故障情況下機組暫態(tài)性能方面，如電網故障時風電機組的運行特性，電網故障對風電機組的影響和保護對策，風電機組低電壓穿越能力等。更為重要的是目前的故障運行研究已從對稱故障向不對稱故障范疇延伸。
　　本文以當前的主流機型并網雙饋感應風力發(fā)電機為研究對象，分析了DFIG風力發(fā)電機的結構和運行原理，建立了DFIG風電系統(tǒng)中風速、風力機、傳動系統(tǒng)等的數學模型。以定子磁鏈定向矢量控制和電網電壓定向矢量控制策略為基礎，建立了DFIG有功、無功

3、功率解耦的雙閉環(huán)矢量控制模型和單位功率因數控制模型?；谝陨夏Ｐ?，建立了等效風電場和實際電網模型，在分析DFIG風力發(fā)電機的功率流向的基礎上，詳細推導了DFIG風力發(fā)電機工作點的設置過程。針對電網故障下機組的暫態(tài)運行性能開展深入的研究，對電網發(fā)生三相故障情況下雙饋風力發(fā)電機的運行特性進行了仿真分析，分析結果表明雙饋風力發(fā)電機必須提高自身的低電壓穿越能力，以保證發(fā)電機不受損害并對電網提供支持。通過仿真分析了不同故障(單相接地短路故障、兩相

4、相間短路故障)條件下DFIG風電機組低電壓運行特性，并提出了相應的保護措施。
　　由于電網電壓跌落對風力發(fā)電系統(tǒng)運行具有顯著影響，當風電場并網點電壓跌落時，會造成風電機組機端電壓過低而損失部分發(fā)電量，嚴重時甚至引起風電機組的非正常停機。因此，并網點電壓跌落已經成為影響風力發(fā)電系統(tǒng)可靠性的重要因素，在并網風電場規(guī)劃設計階段，評估系統(tǒng)發(fā)電可靠性時，必須對現有的可靠性指標進行適當的改進。針對不同電網電壓跌落幅度的風力發(fā)電可靠性問題，提出