雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)電網(wǎng)電壓小值跌落下變流器控制策略的研究.pdf

1、隨著風(fēng)電裝機(jī)容量不斷增加，風(fēng)電系統(tǒng)在整個(gè)電力系統(tǒng)中所占比重越來越大，風(fēng)電系統(tǒng)與電網(wǎng)之間的相互影響也越來越明顯。由于風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)大多分布在地形復(fù)雜、氣候條件多變的偏遠(yuǎn)山區(qū)，并網(wǎng)的距離較遠(yuǎn)，且線路較長(zhǎng)，因而電壓波動(dòng)較大。特別是當(dāng)電網(wǎng)電壓發(fā)生跌落時(shí)，將使發(fā)電機(jī)的電磁功率減小，與汽輪發(fā)電機(jī)和水輪發(fā)電機(jī)不同，風(fēng)力發(fā)電機(jī)的主動(dòng)轉(zhuǎn)矩由風(fēng)速所決定。由于風(fēng)速的不可控行，從而導(dǎo)致風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)在電網(wǎng)電壓跌落時(shí)更容易發(fā)生震蕩現(xiàn)象。為了解決該問題，在實(shí)際的并網(wǎng)風(fēng)

2、力發(fā)電系統(tǒng)中就必須要求并網(wǎng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組具備低壓穿越能力，保證系統(tǒng)在電網(wǎng)電壓跌落時(shí)能夠不間斷運(yùn)行，以防止風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)發(fā)生脫網(wǎng)給整個(gè)電力系統(tǒng)造成不穩(wěn)定運(yùn)行的影響。
　　 本文以應(yīng)用最為廣泛的雙饋型風(fēng)力發(fā)電機(jī)為研究對(duì)象，從改變變流器的控制策略入手，圍繞理想電壓及電網(wǎng)電壓發(fā)生小值跌落時(shí)的變流器控制策略等相關(guān)問題進(jìn)行深入研究，以提高電網(wǎng)電壓小值跌落時(shí)的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的低壓穿越能力。根據(jù)雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)的基本原理及特點(diǎn)，建立兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的數(shù)

3、學(xué)模型。在分析電網(wǎng)電壓小值跌落對(duì)轉(zhuǎn)子側(cè)變流器和網(wǎng)側(cè)變流器的影響的基礎(chǔ)上，得出電網(wǎng)電壓小值跌落時(shí)會(huì)引起轉(zhuǎn)子過電流和直流側(cè)母線電壓波動(dòng)的結(jié)論。根據(jù)分析得出的結(jié)論，針對(duì)轉(zhuǎn)子側(cè)變流器，本文提出在傳統(tǒng)控制策略的基礎(chǔ)上加上定子電流變化補(bǔ)償量的改進(jìn)控制策略，以提高轉(zhuǎn)子變流器對(duì)轉(zhuǎn)子側(cè)電流的控制能力，有效地抑制轉(zhuǎn)子發(fā)生過電流；針對(duì)網(wǎng)側(cè)變流器，本文在傳統(tǒng)前饋控制策略的基礎(chǔ)上，提出同時(shí)將負(fù)載電流和電網(wǎng)電壓擾動(dòng)作為前饋項(xiàng)引入系統(tǒng)的改進(jìn)控制策略，以降低直流側(cè)母線

4、電壓的波動(dòng)峰值，使直流側(cè)母線電壓能夠保持穩(wěn)定；進(jìn)而達(dá)到提高電網(wǎng)電壓小值跌落下風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的低壓穿越能力的目的。結(jié)合對(duì)轉(zhuǎn)子變流器和網(wǎng)側(cè)變流器控制策略的分析與改進(jìn)，運(yùn)用電力系統(tǒng)暫穩(wěn)態(tài)仿真軟件PSCAD中的風(fēng)電場(chǎng)仿真模塊，搭建雙饋感應(yīng)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的仿真模型，并針對(duì)本文提出的改進(jìn)策略進(jìn)行仿真分析與驗(yàn)證。結(jié)果表明，通過上述改進(jìn)的控制策略，可以有效地抑制風(fēng)電系統(tǒng)的轉(zhuǎn)子側(cè)過電流，減小直流側(cè)母線電壓的波動(dòng)幅值，進(jìn)而提高雙饋感應(yīng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)在電網(wǎng)電壓發(fā)生小