基于新型故障電流限制電路的DFIG低電壓穿越的研究.pdf

1、雙饋風力發(fā)電機(Doubly Fed Induction Generator，DFIG)作為一種時下比較熱門的風力發(fā)電機，它具有相當多獨有的性質(zhì)，例如變流器容量小、體積輕、變速恒頻運行效果好等等，其中較為突出的是在遭遇電網(wǎng)故障時為了保護自身安全會自動脫網(wǎng)動作，但對于系統(tǒng)來說這種情況下脫網(wǎng)無疑會讓故障更加惡化，系統(tǒng)大規(guī)模失去電源將導致系統(tǒng)電壓崩潰。針對這種特殊的情況，為了發(fā)展電網(wǎng)友好型的風電技術(shù)，十分迫切地需要發(fā)展有關(guān)低電壓穿越(LowV

2、oltage Ride Through，LVRT)的深入研究。
　　本文主要針對DFIG的LVRT有關(guān)問題進行研究。建立了DFIG的基礎(chǔ)數(shù)學模型。通過適當?shù)暮喕图僭O(shè)，建立較為精確的DFIG的暫態(tài)模型，分析DFIG機端電壓跌落的情況下，各個電氣量的變化特征。在Matlab中進行DFIG三相對稱電壓跌落的LVRT過程的仿真，研究機端三相對稱電壓跌落故障對DFIG的影響，定子電壓對稱跌落情況下，定轉(zhuǎn)子均有多個周期的大幅值電流，嚴重威脅

3、變流器的安全穩(wěn)定運行。同時直流母線電容過充電，導致電壓升高，容易損壞直流母線電容裝置。目前提高DFIG的LVRT能力的主流方法是加裝Crowbar電路，論文中對Crowbar技術(shù)也進行了較為深入的研究分析。首先利用物理建模的方法建立Crowbar電路的數(shù)學模型，然后利用解析的方法推導Crowbar轉(zhuǎn)子串聯(lián)泄荷電阻阻值的計算公式。最后在Simulink軟件中搭建仿真模型，進行了轉(zhuǎn)子側(cè)Crowbar電路和直流側(cè)斬波制動電路配合進行LVRT的

4、仿真。得出在轉(zhuǎn)子側(cè)加裝Crowbar電路的方法可以限制定轉(zhuǎn)子故障電流的大小，保護轉(zhuǎn)子側(cè)變流器。最后從定子側(cè)抑制電壓跌落方法進行研究，設(shè)計出一種新型故障電流限制裝置(New Fault Current Limiter，NFCL)并使之配合斬波制動電路來加強DFIG的低電壓穿越能力。從DFIG暫態(tài)模型入手推導各參數(shù)計算公式，并把轉(zhuǎn)子側(cè)抑制電壓跌落的主動型Crowbar電路低電壓穿越效果和定子側(cè)抑制電壓跌落的新型故障電流限制電路低電壓穿越效果