雙饋感應(yīng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)不對(duì)稱低電壓穿越的研究.pdf

1、隨著風(fēng)電機(jī)組裝機(jī)容量的越來(lái)越大，其在能源系統(tǒng)中所占的比例越來(lái)越大。因此電網(wǎng)對(duì)風(fēng)電并網(wǎng)的要求越來(lái)越高，當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生故障時(shí)，此時(shí)風(fēng)電機(jī)組須繼續(xù)并網(wǎng)運(yùn)行，并和傳統(tǒng)發(fā)電技術(shù)一樣對(duì)電網(wǎng)提供頻率和電壓支持用來(lái)幫助電網(wǎng)恢復(fù)。故并網(wǎng)運(yùn)行的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組須具有低電壓穿越(LVRT)能力。由于電網(wǎng)發(fā)生不對(duì)稱跌落的概率更大，故當(dāng)今的研究方向已逐步從電壓對(duì)稱跌落下的不間斷運(yùn)行向電壓不對(duì)稱跌落先的不間斷運(yùn)行延伸。
　　本文以裝機(jī)容量所占比例比較大的雙饋型風(fēng)力發(fā)

2、電機(jī)組為研究對(duì)象，首先對(duì)采用傳統(tǒng)控制策略下的雙饋型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組運(yùn)行在不對(duì)稱電壓跌落下的運(yùn)行特性進(jìn)行了研究和仿真。從仿真結(jié)果中發(fā)現(xiàn)其在不對(duì)稱跌落期間將產(chǎn)生比較嚴(yán)重的二倍頻分量，因此以抑制二倍頻分量為研究目的，提出了解決此問(wèn)題的方法。并在轉(zhuǎn)子側(cè)和網(wǎng)側(cè)變換器控制策略上分別進(jìn)行了改進(jìn)。
　　在電網(wǎng)不對(duì)稱跌落下，對(duì)轉(zhuǎn)子側(cè)和網(wǎng)側(cè)變換器在正、負(fù)序旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行了研究，分別得到了雙饋發(fā)電機(jī)和網(wǎng)側(cè)變換器在這兩種旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型和瞬

3、時(shí)功率模型。然后對(duì)提高轉(zhuǎn)子側(cè)和網(wǎng)側(cè)變換器的故障穿越能力提出了三種控制目標(biāo)，以這三種控制目標(biāo)和它們的數(shù)學(xué)模型為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)出采用雙dq、PI電流調(diào)節(jié)器的控制策略。由于在采用雙dq、PI電流調(diào)節(jié)器的控制策略中需要涉及電壓和電流的正、負(fù)序分量分解，此時(shí)在正、負(fù)序分量分解的環(huán)節(jié)中需要采用陷波器，因此會(huì)對(duì)電流控制環(huán)帶來(lái)延時(shí)，針對(duì)此缺點(diǎn)，設(shè)計(jì)出了一種采用比例-諧振(PR)電流調(diào)節(jié)器的控制策略。通過(guò)仿真證明了這兩種控制策略的可行性。
　　在電網(wǎng)電壓

4、不對(duì)稱跌落下，對(duì)雙饋感應(yīng)型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的低電壓穿越進(jìn)行了研究，首先對(duì)在電網(wǎng)不對(duì)稱跌落下的轉(zhuǎn)子側(cè)和網(wǎng)側(cè)變換器的協(xié)同控制進(jìn)行了研究，分別對(duì)轉(zhuǎn)子側(cè)和網(wǎng)側(cè)變換器指定了一種控制目標(biāo)，通過(guò)此協(xié)同控制可盡量減小所含二倍頻分量的電磁量的數(shù)量。然后對(duì)Crowbar保護(hù)電路進(jìn)行了介紹，并對(duì)Crowbar保護(hù)電路的阻值的計(jì)算進(jìn)行了研究，此阻值的計(jì)算關(guān)系到保護(hù)電路工作的好壞。最后對(duì)雙饋感應(yīng)式風(fēng)電機(jī)組在電網(wǎng)發(fā)生小值跌落和比較嚴(yán)重跌落下的低電壓穿越提出了兩種不同的

5、應(yīng)對(duì)措施：在小值跌落時(shí)通過(guò)轉(zhuǎn)子側(cè)和網(wǎng)側(cè)變換器的協(xié)同控制來(lái)渡過(guò)這一時(shí)期；在比較嚴(yán)重的跌落時(shí)，需要采用Crowbar電路來(lái)旁路轉(zhuǎn)子側(cè)變換器，對(duì)其進(jìn)行保護(hù)。
　　最后在MATLAB/Simulink上建立了一個(gè)1.5MW的雙饋感應(yīng)型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的模型，對(duì)其在電壓發(fā)生小值不對(duì)稱跌落和比較嚴(yán)重不對(duì)稱跌落下的情況進(jìn)行了仿真，結(jié)果表明在小值跌落時(shí)通過(guò)轉(zhuǎn)子側(cè)和網(wǎng)側(cè)變換器的協(xié)同控制可安全渡過(guò)這一時(shí)期，而在電網(wǎng)發(fā)生比較嚴(yán)重的不對(duì)稱跌落時(shí)，通過(guò)在轉(zhuǎn)子側(cè)