雙饋感應(yīng)發(fā)電機(jī)電壓跌落故障分析.pdf

1、雙饋感應(yīng)發(fā)電機(jī)(DFIG)以其靈活的有功和無功調(diào)節(jié)能力、較小的轉(zhuǎn)子變頻器容量、較強(qiáng)的進(jìn)相運(yùn)行能力以及較寬的調(diào)速范圍等一系列優(yōu)點(diǎn)成為了風(fēng)力發(fā)電的主流機(jī)型，但雙饋感應(yīng)發(fā)電機(jī)定子繞組直接與電網(wǎng)相連接，轉(zhuǎn)子繞組經(jīng)小容量勵(lì)磁變頻器與電網(wǎng)相連接，這使得機(jī)組對電網(wǎng)故障的反應(yīng)十分敏感。隨著雙饋感應(yīng)發(fā)電機(jī)在風(fēng)電場裝機(jī)容量的不斷增加，機(jī)組與電力系統(tǒng)之間的相互作用也越來越緊密，電網(wǎng)故障經(jīng)風(fēng)電場變壓器與輸電線的傳輸使得發(fā)電機(jī)端電壓發(fā)生不同程度的跌落，進(jìn)而在發(fā)電

2、機(jī)系統(tǒng)產(chǎn)生一系列的電磁沖擊，嚴(yán)重時(shí)可能使大容量風(fēng)電場從系統(tǒng)解列，破壞系統(tǒng)穩(wěn)定性。因此，有必要對雙饋感應(yīng)發(fā)電機(jī)的故障運(yùn)行行為以及故障后常用的撬棒(Crowbar)保護(hù)電路對發(fā)電機(jī)低電壓穿越的性能影響進(jìn)行相關(guān)研究，主要研究內(nèi)容包括：
　　 首先，介紹了雙饋感應(yīng)電機(jī)的工作原理，從其穩(wěn)態(tài)運(yùn)行的相量圖、等效電路和基本方程出發(fā)，分析了雙饋感應(yīng)電機(jī)變速恒頻運(yùn)行的原理，同時(shí)還闡述了同步旋轉(zhuǎn)軸系下雙饋感應(yīng)電機(jī)的暫態(tài)模型及其常用坐標(biāo)變換；其次，建立

3、了一臺2MW雙饋感應(yīng)發(fā)電機(jī)的有限元模型，仿真分析了發(fā)電機(jī)額定點(diǎn)的運(yùn)行行為，在此基礎(chǔ)上求取了發(fā)電機(jī)的額定運(yùn)行參數(shù)；再次，采用有限元方法對雙饋感應(yīng)發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓跌落時(shí)的暫態(tài)過程進(jìn)行了仿真分析，從機(jī)端三相短路故障時(shí)發(fā)電機(jī)磁通路徑以及磁密和磁導(dǎo)率分布的變化特點(diǎn)入手，比較了故障前后發(fā)電機(jī)參數(shù)的變化特征，分析了故障前后發(fā)電機(jī)定、轉(zhuǎn)子磁鏈空間矢量的變化特點(diǎn)，說明了故障后發(fā)電機(jī)產(chǎn)生電磁沖擊的根本原因，在上述分析的基礎(chǔ)上，仿真了四種機(jī)端電壓跌落故障下發(fā)電

4、機(jī)內(nèi)部磁場的變化特點(diǎn)及其相應(yīng)的電磁暫態(tài)過程；最后，介紹了我國風(fēng)電場低電壓穿越的標(biāo)準(zhǔn)，分析了Crowbar保護(hù)電路工作原理，比較了采用雙饋感應(yīng)發(fā)電機(jī)有限元模型和傳統(tǒng)數(shù)學(xué)模型對機(jī)組暫態(tài)特性仿真的區(qū)別，在此基礎(chǔ)上仿真分析了不同因素對Crowbar保護(hù)電路低電壓穿越性能的影響。
　　 結(jié)果表明，雙饋感應(yīng)發(fā)電機(jī)故障后由于磁鏈?zhǔn)睾愕脑蚴沟么帕€主要分布于電機(jī)漏磁路，發(fā)電機(jī)齒頂飽和較為嚴(yán)重，參數(shù)明顯減小，電磁沖擊較大。本文采用有限元建模的分