基于STATCOM雙饋風(fēng)電機(jī)組高電壓穿越技術(shù)研究.pdf

1、隨著風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的引入，讓我們看到了解決環(huán)境污染問(wèn)題的希望，在能源結(jié)構(gòu)方面也不在單一化，風(fēng)力發(fā)電的發(fā)展更是符合當(dāng)前能源可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。但是，大規(guī)模的風(fēng)電并網(wǎng)帶給我們機(jī)遇的同時(shí)也帶來(lái)了前所未有的挑戰(zhàn)，風(fēng)電并網(wǎng)故障更是時(shí)常發(fā)生，給電力系統(tǒng)提出了更加嚴(yán)格的技術(shù)要求。在電網(wǎng)故障時(shí)，風(fēng)電并不能同如火電、水電等穩(wěn)定的常規(guī)電源能給電網(wǎng)提供電壓和頻率的支撐。在風(fēng)電機(jī)組脫網(wǎng)之后，可能還會(huì)引起更加嚴(yán)重的大規(guī)模連鎖反應(yīng)，對(duì)電網(wǎng)造成嚴(yán)重的電壓和頻率波動(dòng)，威脅電

2、網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。
　　當(dāng)前，國(guó)內(nèi)外對(duì)風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)的研究重點(diǎn)僅著落于風(fēng)電機(jī)組低電壓穿越部分，對(duì)風(fēng)電機(jī)組高電壓穿越部分并沒(méi)有給予過(guò)多的關(guān)注。然而，過(guò)往眾多高電壓事故表明，電壓驟升故障相比于電壓跌落故障的危害更加嚴(yán)重，因而有效解決高電壓脫網(wǎng)故障已勢(shì)在必行。本文通過(guò)對(duì)雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)組在電網(wǎng)電壓對(duì)稱驟升下的暫態(tài)分析，給出了故障下電壓對(duì)稱跌落過(guò)補(bǔ)償、電壓對(duì)稱驟升的定子磁鏈過(guò)程。同時(shí)，還給出了在電網(wǎng)電壓對(duì)稱驟升下，目前大部分主流風(fēng)電機(jī)組都具有

3、配備的Crowbar保護(hù)電路動(dòng)作響應(yīng)的結(jié)果，并在MATLAB平臺(tái)上仿真分析了在有無(wú)Crowbar保護(hù)電路下的雙饋風(fēng)電機(jī)組有功、無(wú)功功率及電磁轉(zhuǎn)矩的波動(dòng)，仿真結(jié)果表明，在Crowbar保護(hù)電路作用下風(fēng)電機(jī)組有功、無(wú)功功率及電磁轉(zhuǎn)矩的波動(dòng)更加劇烈，說(shuō)明了風(fēng)電機(jī)組在Crowbar保護(hù)電路單獨(dú)作用下無(wú)法完成高電壓穿越，需與硬件或控制策略配合。此外，還分別對(duì)電網(wǎng)電壓對(duì)稱驟升下雙饋風(fēng)電機(jī)組的轉(zhuǎn)子電壓、電流做出了定量分析，并通過(guò)對(duì)比理論分析值與MAT

4、LAB平臺(tái)上的仿真值，對(duì)比結(jié)果可以表明理論分析與仿真分析值近似相等，說(shuō)明了理論分析的準(zhǔn)確性。
　　本文在通過(guò)對(duì)電網(wǎng)電壓對(duì)稱驟升時(shí)風(fēng)電機(jī)組的暫態(tài)過(guò)程及機(jī)組動(dòng)態(tài)特性的分析后，提出了采用靜止同步補(bǔ)償器STATCOM實(shí)現(xiàn)雙饋風(fēng)電機(jī)組高電壓穿越的方案。在電網(wǎng)電壓對(duì)稱驟升的情況下，通過(guò)含STATCOM風(fēng)電系統(tǒng)的控制策略吸收系統(tǒng)過(guò)剩的容性無(wú)功并補(bǔ)償感性無(wú)功支撐系統(tǒng)持續(xù)運(yùn)行不脫網(wǎng)。在MATLAB/Simulink仿真平臺(tái)上搭建仿真模型并進(jìn)行仿真，