不對稱故障下雙饋風(fēng)電機(jī)組低電壓穿越性能提升方法研究.pdf

1、隨著化石燃料的不斷消耗以及可再生能源的迅猛發(fā)展，大規(guī)模風(fēng)電場的接入已成為能源戰(zhàn)略轉(zhuǎn)變的方向之一。然而，風(fēng)電滲透率的不斷提升，給電網(wǎng)的穩(wěn)定性和靈活性帶來了更多的困難?，F(xiàn)代風(fēng)力發(fā)電技術(shù)要求風(fēng)電場具有更強(qiáng)的抵御電網(wǎng)風(fēng)險的能力。
　　針對風(fēng)電場并網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)要求，風(fēng)電機(jī)組在電網(wǎng)故障下應(yīng)具有相應(yīng)的不脫網(wǎng)運行能力。低電壓穿越是并網(wǎng)風(fēng)電發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)，而撬棒保護(hù)電路是實現(xiàn)低電壓穿越的有效方法之一。但是，撬棒電阻取值、切除時間以及直流母線電壓穩(wěn)定影響著

2、風(fēng)電機(jī)組的低電壓穿越性能。如何設(shè)計撬棒保護(hù)方案及其控制策略儼然成為亟待優(yōu)化的問題。
　　介紹了全球能源發(fā)展概況，我國能源戰(zhàn)略方向及相關(guān)背景，分析了風(fēng)能在未來能源結(jié)構(gòu)中的特殊地位，給出了風(fēng)力發(fā)電的發(fā)展背景和現(xiàn)階段研究進(jìn)展，同時介紹了儲能技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀以及在現(xiàn)代電力系統(tǒng)中的應(yīng)用，預(yù)測了儲能技術(shù)未來的發(fā)展前景和方向;針對風(fēng)力機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)，分析了其能量轉(zhuǎn)換過程，建立了雙饋異步感應(yīng)電機(jī)在不同坐標(biāo)下的數(shù)學(xué)模型，采用對稱分量法來分析不對稱故障對

3、風(fēng)電機(jī)組低電壓穿越的影響，討論電力系統(tǒng)發(fā)生不同故障類型對風(fēng)機(jī)暫態(tài)穩(wěn)定性的影響;給出了撬棒保護(hù)電路的分類和在電網(wǎng)故障下的工作原理，并分析其對雙饋感應(yīng)電機(jī)轉(zhuǎn)子側(cè)和網(wǎng)側(cè)變流器的影響。
　　分析了撬棒電路阻值和投入時間對風(fēng)電機(jī)組低電壓穿越的影響，提出基于轉(zhuǎn)子負(fù)序電流的撬棒切除時刻判定依據(jù)，比較此種判定法與傳統(tǒng)定時長撬棒切除法對風(fēng)電機(jī)組低電壓穿越的影響，并引入了對稱故障撬棒切除法作為后備保護(hù)，有效的提高了電網(wǎng)不對稱故障下撬棒保護(hù)裝置的響應(yīng)速

4、度，改善了轉(zhuǎn)子側(cè)撬棒故障穿越的性能;分析儲能技術(shù)在風(fēng)力發(fā)電領(lǐng)域的應(yīng)用，比較現(xiàn)有儲能裝置的特點及應(yīng)用場合，提出基于超級電容器充放電的直流母線穩(wěn)壓方法，并比較了與傳統(tǒng)直流撬棒穩(wěn)壓作用的不同，起到了電網(wǎng)故障下直流母線的功率平衡和穩(wěn)定電壓的作用，提高了風(fēng)電場抵御風(fēng)險的能力;運用電力系統(tǒng)仿真軟件DIgSILENT，搭建雙饋風(fēng)電機(jī)組實驗?zāi)Ｐ?，通過綜合仿真分析，驗證了本文提出的撬棒切除時刻判定依據(jù)和直流母線穩(wěn)壓方法的合理性，有效的提高了雙饋風(fēng)電機(jī)組故