電網(wǎng)非正常狀態(tài)下的風(fēng)電機組運行特性研究.pdf

1、隨著風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的快速發(fā)展和成熟，風(fēng)力發(fā)電的大規(guī)模應(yīng)用已經(jīng)成為許多國家新能源發(fā)展戰(zhàn)略的重要組成部分，且單一風(fēng)電場規(guī)模呈現(xiàn)日益增加的趨勢。隨著大容量風(fēng)電場的規(guī)劃和建設(shè)，風(fēng)電在電力系統(tǒng)中所占的比重逐步增加，與電力系統(tǒng)的相互作用和相互影響也隨之加大。風(fēng)電領(lǐng)域的研究熱點正從小容量單機的風(fēng)力發(fā)電技術(shù)向大容量系統(tǒng)級的方向發(fā)展，從研究大容量風(fēng)電場的穩(wěn)態(tài)行為過渡到其接入電網(wǎng)后的動、暫態(tài)行為，從正常電網(wǎng)條件下風(fēng)電機組的運行轉(zhuǎn)向電網(wǎng)故障下的穿越運行。特別是

2、在電網(wǎng)故障情況下機組暫態(tài)性能方面，如電網(wǎng)故障時風(fēng)電機組的運行特性，電網(wǎng)故障對風(fēng)電機組的影響和保護對策，風(fēng)電機組低電壓穿越能力等。更為重要的是目前的故障運行研究已從對稱故障向不對稱故障范疇延伸。
　　本文以當(dāng)前的主流機型并網(wǎng)雙饋感應(yīng)風(fēng)力發(fā)電機為研究對象，分析了DFIG風(fēng)力發(fā)電機的結(jié)構(gòu)和運行原理，建立了DFIG風(fēng)電系統(tǒng)中風(fēng)速、風(fēng)力機、傳動系統(tǒng)等的數(shù)學(xué)模型。以定子磁鏈定向矢量控制和電網(wǎng)電壓定向矢量控制策略為基礎(chǔ)，建立了DFIG有功、無功

3、功率解耦的雙閉環(huán)矢量控制模型和單位功率因數(shù)控制模型?；谝陨夏Ｐ?，建立了等效風(fēng)電場和實際電網(wǎng)模型，在分析DFIG風(fēng)力發(fā)電機的功率流向的基礎(chǔ)上，詳細(xì)推導(dǎo)了DFIG風(fēng)力發(fā)電機工作點的設(shè)置過程。針對電網(wǎng)故障下機組的暫態(tài)運行性能開展深入的研究，對電網(wǎng)發(fā)生三相故障情況下雙饋風(fēng)力發(fā)電機的運行特性進行了仿真分析，分析結(jié)果表明雙饋風(fēng)力發(fā)電機必須提高自身的低電壓穿越能力，以保證發(fā)電機不受損害并對電網(wǎng)提供支持。通過仿真分析了不同故障(單相接地短路故障、兩相

4、相間短路故障)條件下DFIG風(fēng)電機組低電壓運行特性，并提出了相應(yīng)的保護措施。
　　由于電網(wǎng)電壓跌落對風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)運行具有顯著影響，當(dāng)風(fēng)電場并網(wǎng)點電壓跌落時，會造成風(fēng)電機組機端電壓過低而損失部分發(fā)電量，嚴(yán)重時甚至引起風(fēng)電機組的非正常停機。因此，并網(wǎng)點電壓跌落已經(jīng)成為影響風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)可靠性的重要因素，在并網(wǎng)風(fēng)電場規(guī)劃設(shè)計階段，評估系統(tǒng)發(fā)電可靠性時，必須對現(xiàn)有的可靠性指標(biāo)進行適當(dāng)?shù)母倪M。針對不同電網(wǎng)電壓跌落幅度的風(fēng)力發(fā)電可靠性問題，提出