雙饋式風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)低壓穿越暫態(tài)優(yōu)化控制.pdf

1、隨著風(fēng)力發(fā)電占電網(wǎng)份額的不斷增加,電網(wǎng)電壓跌落期間風(fēng)力機(jī)維持并網(wǎng)運(yùn)行的能力受到風(fēng)力發(fā)電份額較高國家的強(qiáng)烈關(guān)注。當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生較為嚴(yán)重的電壓跌落時(shí),在風(fēng)力發(fā)電份額較低的情況下,風(fēng)力機(jī)采取脫網(wǎng)運(yùn)行,以防止敏感的勵(lì)磁變頻器過壓過流以及降低機(jī)械部件的應(yīng)力沖擊。但是,隨著風(fēng)力發(fā)電份額的增加,大范圍的脫網(wǎng)運(yùn)行勢(shì)必加劇電網(wǎng)故障,甚至引起電網(wǎng)崩潰。因此,風(fēng)電技術(shù)處于領(lǐng)先的西歐各國紛紛制定嚴(yán)格的風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)。隨著我國風(fēng)力發(fā)電井噴式的發(fā)展,對(duì)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的

2、低壓穿越(Low Voltage Ride-through,LVRT)能力的研究是十分迫切的。
　　基于旁路電阻Crowbar裝置的LVRT技術(shù)能夠限制并快速衰減轉(zhuǎn)子過電流保護(hù)勵(lì)磁變頻器,提高雙饋式風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的LVRT能力。這種LVRT策略有以下不足:故障期間雙饋式感應(yīng)發(fā)電機(jī)(Doubly-fed Induction Generator,DFIG)轉(zhuǎn)子線路通過Crowbar裝置短接消耗過多的無功功率對(duì)系統(tǒng)的恢復(fù)造成不利影響;較大

3、的Crowbar電阻值產(chǎn)生的高電壓威脅變頻器直流側(cè)電容的安全運(yùn)行;母線電容過儲(chǔ)能難以及時(shí)釋放;Crowbar切除過程容易造成轉(zhuǎn)子過流和轉(zhuǎn)矩振蕩。
　　為解決常規(guī)Crowbar技術(shù)的不足,本文總結(jié)了電網(wǎng)故障狀態(tài)下提高DFIG的LVRT性能的一般三種方式:①加強(qiáng)向電網(wǎng)注入的無功電流量;②優(yōu)化變頻器控制環(huán)節(jié);③采用Crowbar裝置限制轉(zhuǎn)子過流保護(hù)變頻器。
　　通過對(duì)LVRT技術(shù)三種常用方式優(yōu)缺點(diǎn)的總結(jié),提出基于DFIG風(fēng)力發(fā)電系

4、統(tǒng)的一種新型故障穿越(Fault Ride-through,FRT)控制技術(shù)。提出的暫態(tài)控制模式包含Crowbar裝置、逆變器的并聯(lián)、無功電流給定和無功電流優(yōu)先原則四個(gè)部分。
　　通過與常規(guī)Crowbar技術(shù)的對(duì)比研究,驗(yàn)證所提出的FRT技術(shù)能夠提升風(fēng)電場終端電壓,加強(qiáng)有功與無功功率輸出,抑制電磁轉(zhuǎn)矩的振蕩,支持公共連接點(diǎn)(Point of Common Coupling,PCC)電壓,幫助終端電壓的及時(shí)恢復(fù)。暫態(tài)控制模式的設(shè)計(jì)參