電網(wǎng)故障下雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)控制策略研究.pdf

1、風(fēng)力發(fā)電作為一種有效地將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能的技術(shù)，近年來受到越來越廣泛的重視與運(yùn)用。隨著風(fēng)電系統(tǒng)裝機(jī)容量的不斷增大，其對(duì)電網(wǎng)的影響也日益明顯。電力系統(tǒng)要求并網(wǎng)風(fēng)力發(fā)電必須具有良好的電能質(zhì)量及故障穿越能力。
　　本文以國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(51077034)和安徽省高校自然科學(xué)研究項(xiàng)目(2011AJZR0063)為依托，就目前風(fēng)力發(fā)電市場(chǎng)上廣泛應(yīng)用的變速恒頻(VSCF)雙饋感應(yīng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)(DFIG)為對(duì)象進(jìn)行了電網(wǎng)電壓故障穿越研究，從理

2、論到仿真，再從仿真到實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了深入的分析與驗(yàn)證。概括起來主要包括以下幾點(diǎn)：
　　1)通過嚴(yán)密的理論推導(dǎo)，得出了雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)在靜止三相坐標(biāo)系及兩相同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)方程，并分別構(gòu)建了雙饋發(fā)電機(jī)的T型等效模型及τ型等效模型，建立了基于定子電壓定向的雙饋發(fā)電機(jī)機(jī)側(cè)變流器矢量控制模型。為研究電網(wǎng)電壓故障情況下的雙饋發(fā)電機(jī)的控制提供了理論基礎(chǔ)。
　　2)電網(wǎng)電壓跌落時(shí)以最大限度不觸發(fā)橇棒(Crowbar)等保護(hù)電路為目的，研究了

3、基于有源阻尼的控制技術(shù)以提高雙饋發(fā)電機(jī)穿越故障的能力。通過嚴(yán)格的理論分析及大量的仿真結(jié)果，驗(yàn)證了有源阻尼控制技術(shù)對(duì)雙饋發(fā)電機(jī)LVRT的有效性。作為改進(jìn)的有源阻尼技術(shù)，研究了基于有源電感及有源阻抗的技術(shù)以抑制轉(zhuǎn)子側(cè)過電流的同時(shí)盡量縮短過渡時(shí)間。
　　3)針對(duì)不同的故障運(yùn)行狀況，提出了基于變有源阻尼的LVRT技術(shù)，分析了不同的跌落深度，不同的跌落持續(xù)時(shí)間及雙饋發(fā)電機(jī)所運(yùn)行的轉(zhuǎn)速下所需要的阻尼大小，以最大效果地滿足LVRT要求。

4、　　4)對(duì)電網(wǎng)發(fā)生三相不平衡故障時(shí)雙饋發(fā)電機(jī)瞬態(tài)過程進(jìn)行了深入的理論分析，指出了不平衡電網(wǎng)對(duì)雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)的影響。詳細(xì)分析了采用雙dq同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的不平衡控制技術(shù)的特點(diǎn)，仿真分析了雙dq坐標(biāo)系的不平衡控制效果，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了不平衡跌落下的有源阻尼控制分析。
　　5)建立了11KW雙饋風(fēng)力發(fā)電對(duì)拖機(jī)組模擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，進(jìn)行了基于有源阻尼技術(shù)的雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)低電壓穿越實(shí)驗(yàn)及不平衡電網(wǎng)電壓下電機(jī)控制實(shí)驗(yàn)。較好地驗(yàn)證了理論分析的正確性