基于雙饋感應(yīng)發(fā)電機(jī)的風(fēng)電場低電壓穿越動(dòng)態(tài)特性研究.pdf

1、風(fēng)力發(fā)電在電力能源中所占的比例越來越大，風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)對(duì)電網(wǎng)的影響已經(jīng)不能忽略。對(duì)于風(fēng)力發(fā)電容量較大的電力系統(tǒng)，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的離網(wǎng)會(huì)造成電網(wǎng)電壓和頻率的崩潰，給工業(yè)生產(chǎn)帶來巨大的損失。根據(jù)電網(wǎng)規(guī)程的新要求，在電網(wǎng)發(fā)生故障如電壓跌落(處于一定范圍內(nèi))時(shí)，風(fēng)力發(fā)電機(jī)裝置必須保持和電網(wǎng)相連。因此雙饋感應(yīng)發(fā)電機(jī)組(DFIG-DoublyFedInductionGenerator)低電壓穿越(LVRT-LowVoltageRideThrough)已

2、成為國內(nèi)外學(xué)者的研究熱點(diǎn)之一。在雙饋機(jī)轉(zhuǎn)子側(cè)加裝Crowbar保護(hù)是一種得到廣泛運(yùn)用的實(shí)現(xiàn)雙饋風(fēng)機(jī)低電壓穿越的方法；在風(fēng)電場中加入動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置SVC以用于電壓快速恢復(fù)和轉(zhuǎn)子變頻器的快速重啟也可最終實(shí)現(xiàn)風(fēng)電機(jī)組的低電壓穿越。故本文針對(duì)這兩個(gè)實(shí)現(xiàn)LVRT的方案展開研究，主要內(nèi)容如下：
　　 (1)在電力系統(tǒng)仿真軟件DIgSILENT/PowerFactory中建立33×1.25MW雙饋風(fēng)機(jī)的風(fēng)電場模型和靜止無功補(bǔ)償器(SVC)控

3、制模型，并重點(diǎn)對(duì)DFIG風(fēng)電機(jī)組的變流器模型、槳距角模型、最大風(fēng)能模型等進(jìn)行了建模分析。
　　 (2)進(jìn)行了對(duì)稱電網(wǎng)故障下DFIG的電磁瞬態(tài)過程中電流、電壓分析計(jì)算。在此基礎(chǔ)上針對(duì)DFIG正常運(yùn)行下機(jī)端發(fā)生三相短路故障時(shí)，推導(dǎo)出轉(zhuǎn)子短路電流解析表達(dá)式。對(duì)1.25MW雙饋風(fēng)機(jī)機(jī)端三相短路故障后的轉(zhuǎn)子電流進(jìn)行了仿真分析表明解析表達(dá)式的準(zhǔn)確性。
　　 (3)進(jìn)行了Crowbar阻值的整定方法的研究，根據(jù)所推導(dǎo)的轉(zhuǎn)子電流的解析表

4、達(dá)式計(jì)算出不同Crowbar阻值時(shí)的最大轉(zhuǎn)子電流幅值和出現(xiàn)時(shí)間以估算Crowbar值，最后對(duì)1.25MW雙饋風(fēng)機(jī)的Crowbar阻值進(jìn)行了整定。通過算例仿真驗(yàn)證了整定值的合理性。
　　 (4)仿真分析了Crowbar阻值和退出時(shí)間對(duì)低電壓穿越效果的影響。
　　 (5)將SVC應(yīng)用于基于DFIG并網(wǎng)風(fēng)電場中作為動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償措施以用于電壓快速恢復(fù)和轉(zhuǎn)子變頻器的快速重啟最終實(shí)現(xiàn)風(fēng)電機(jī)組的低電壓穿越。通過仿真計(jì)算驗(yàn)證了模型有效性