基于Crowbar電路的雙饋風力發(fā)電機低電壓穿越性能優(yōu)化分析.pdf

1、隨著風力發(fā)電產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展,風電機組是否具備低電壓穿越能力已成為影響其并網(wǎng)運行的關(guān)鍵因素。本文針對電網(wǎng)故障情況下雙饋風力發(fā)電系統(tǒng)的低電壓穿越展開研究,完成的主要工作和取得的成果如下:
　　首先建立雙饋風力發(fā)電機在三相靜止坐標系下的數(shù)學模型,通過坐標變換理論將所建立的數(shù)學模型轉(zhuǎn)換到兩相同步旋轉(zhuǎn)坐標系下,通過分別控制轉(zhuǎn)子電流在dq軸的分量可以實現(xiàn)對有功和無功的解耦控制。分別對轉(zhuǎn)子側(cè)和網(wǎng)側(cè)變換器進行矢量控制,轉(zhuǎn)子側(cè)采用滯環(huán)矢量控制技術(shù),

2、網(wǎng)側(cè)采用定子電壓定向的矢量控制技術(shù)。在此基礎(chǔ)上,基于PSCAD仿真軟件搭建雙饋風力發(fā)電系統(tǒng)的仿真模型。在電網(wǎng)發(fā)生三相對稱短路故障時,造成電網(wǎng)電壓大幅跌落的情況下,分析了雙饋電機轉(zhuǎn)子電流、定子電壓、直流母線電壓等多項參數(shù)的暫態(tài)特性,并進行仿真分析和驗證。首先通過給定無功不同值,對有功功率進行分析,驗證了其控制策略的有效性,其次,對電網(wǎng)電壓長時間大幅度跌落的情況進行仿真,結(jié)果表明各項參考量的波形會發(fā)生畸變,說明了電壓跌落危害的嚴重性以及實現(xiàn)

3、低電壓穿越的必要性。
　　本文采用在雙饋風力發(fā)電系統(tǒng)轉(zhuǎn)子側(cè)外接硬件電路的方式實現(xiàn)低電壓穿越,采用的是IGBT型主動式Crowbar保護電路,其優(yōu)點是可以隨時對保護電路進行切出。通過理論分析得出影響電壓恢復(fù)期間的主要因素是Crowbar保護電路的電阻Rcb,因此,采用理論計算的方法得出Rcb的最佳取值范圍,并通過仿真分析得出在這個取值范圍內(nèi)Rcb的最優(yōu)電阻。最后通過仿真得出Crowbar保護電路的合理投切策略。在電網(wǎng)電壓大幅度跌落的