雙饋感應(yīng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)不對稱低電壓穿越的研究.pdf

1、隨著風(fēng)電機(jī)組裝機(jī)容量的越來越大，其在能源系統(tǒng)中所占的比例越來越大。因此電網(wǎng)對風(fēng)電并網(wǎng)的要求越來越高，當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生故障時，此時風(fēng)電機(jī)組須繼續(xù)并網(wǎng)運行，并和傳統(tǒng)發(fā)電技術(shù)一樣對電網(wǎng)提供頻率和電壓支持用來幫助電網(wǎng)恢復(fù)。故并網(wǎng)運行的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組須具有低電壓穿越(LVRT)能力。由于電網(wǎng)發(fā)生不對稱跌落的概率更大，故當(dāng)今的研究方向已逐步從電壓對稱跌落下的不間斷運行向電壓不對稱跌落先的不間斷運行延伸。
　　本文以裝機(jī)容量所占比例比較大的雙饋型風(fēng)力發(fā)

2、電機(jī)組為研究對象，首先對采用傳統(tǒng)控制策略下的雙饋型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組運行在不對稱電壓跌落下的運行特性進(jìn)行了研究和仿真。從仿真結(jié)果中發(fā)現(xiàn)其在不對稱跌落期間將產(chǎn)生比較嚴(yán)重的二倍頻分量，因此以抑制二倍頻分量為研究目的，提出了解決此問題的方法。并在轉(zhuǎn)子側(cè)和網(wǎng)側(cè)變換器控制策略上分別進(jìn)行了改進(jìn)。
　　在電網(wǎng)不對稱跌落下，對轉(zhuǎn)子側(cè)和網(wǎng)側(cè)變換器在正、負(fù)序旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行了研究，分別得到了雙饋發(fā)電機(jī)和網(wǎng)側(cè)變換器在這兩種旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型和瞬

3、時功率模型。然后對提高轉(zhuǎn)子側(cè)和網(wǎng)側(cè)變換器的故障穿越能力提出了三種控制目標(biāo)，以這三種控制目標(biāo)和它們的數(shù)學(xué)模型為基礎(chǔ)設(shè)計出采用雙dq、PI電流調(diào)節(jié)器的控制策略。由于在采用雙dq、PI電流調(diào)節(jié)器的控制策略中需要涉及電壓和電流的正、負(fù)序分量分解，此時在正、負(fù)序分量分解的環(huán)節(jié)中需要采用陷波器，因此會對電流控制環(huán)帶來延時，針對此缺點，設(shè)計出了一種采用比例-諧振(PR)電流調(diào)節(jié)器的控制策略。通過仿真證明了這兩種控制策略的可行性。
　　在電網(wǎng)電壓

4、不對稱跌落下，對雙饋感應(yīng)型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的低電壓穿越進(jìn)行了研究，首先對在電網(wǎng)不對稱跌落下的轉(zhuǎn)子側(cè)和網(wǎng)側(cè)變換器的協(xié)同控制進(jìn)行了研究，分別對轉(zhuǎn)子側(cè)和網(wǎng)側(cè)變換器指定了一種控制目標(biāo)，通過此協(xié)同控制可盡量減小所含二倍頻分量的電磁量的數(shù)量。然后對Crowbar保護(hù)電路進(jìn)行了介紹，并對Crowbar保護(hù)電路的阻值的計算進(jìn)行了研究，此阻值的計算關(guān)系到保護(hù)電路工作的好壞。最后對雙饋感應(yīng)式風(fēng)電機(jī)組在電網(wǎng)發(fā)生小值跌落和比較嚴(yán)重跌落下的低電壓穿越提出了兩種不同的

5、應(yīng)對措施：在小值跌落時通過轉(zhuǎn)子側(cè)和網(wǎng)側(cè)變換器的協(xié)同控制來渡過這一時期；在比較嚴(yán)重的跌落時，需要采用Crowbar電路來旁路轉(zhuǎn)子側(cè)變換器，對其進(jìn)行保護(hù)。
　　最后在MATLAB/Simulink上建立了一個1.5MW的雙饋感應(yīng)型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的模型，對其在電壓發(fā)生小值不對稱跌落和比較嚴(yán)重不對稱跌落下的情況進(jìn)行了仿真，結(jié)果表明在小值跌落時通過轉(zhuǎn)子側(cè)和網(wǎng)側(cè)變換器的協(xié)同控制可安全渡過這一時期，而在電網(wǎng)發(fā)生比較嚴(yán)重的不對稱跌落時，通過在轉(zhuǎn)子側(cè)