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，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故障時為了保護自身安全會自動脫網動作，但對于系統(tǒng)來說這種情況下脫網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)展電網友好型的風電技術，十分迫切地需要發(fā)展有關低電壓穿越(LowV

2、oltage Ride Through，LVRT)的深入研究。
　　本文主要針對DFIG的LVRT有關問題進行研究。建立了DFIG的基礎數(shù)學模型。通過適當?shù)暮喕图僭O，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，進行了轉子側Crowbar電路和直流側斬波制動電路配合進行LVRT的

4、仿真。得出在轉子側加裝Crowbar電路的方法可以限制定轉子故障電流的大小，保護轉子側變流器。最后從定子側抑制電壓跌落方法進行研究，設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，并把轉子側抑制電壓跌落的主動型Crowbar電路低電壓穿越效果和定子側抑制電壓跌落的新型故障電流限制電路低電壓穿越效果