基于雙饋感應發(fā)電機的風電場低電壓穿越動態(tài)特性研究.pdf

1、風力發(fā)電在電力能源中所占的比例越來越大，風力發(fā)電系統(tǒng)對電網(wǎng)的影響已經(jīng)不能忽略。對于風力發(fā)電容量較大的電力系統(tǒng)，風力發(fā)電機組的離網(wǎng)會造成電網(wǎng)電壓和頻率的崩潰，給工業(yè)生產(chǎn)帶來巨大的損失。根據(jù)電網(wǎng)規(guī)程的新要求，在電網(wǎng)發(fā)生故障如電壓跌落(處于一定范圍內(nèi))時，風力發(fā)電機裝置必須保持和電網(wǎng)相連。因此雙饋感應發(fā)電機組(DFIG-DoublyFedInductionGenerator)低電壓穿越(LVRT-LowVoltageRideThrough)已

2、成為國內(nèi)外學者的研究熱點之一。在雙饋機轉(zhuǎn)子側(cè)加裝Crowbar保護是一種得到廣泛運用的實現(xiàn)雙饋風機低電壓穿越的方法；在風電場中加入動態(tài)無功補償裝置SVC以用于電壓快速恢復和轉(zhuǎn)子變頻器的快速重啟也可最終實現(xiàn)風電機組的低電壓穿越。故本文針對這兩個實現(xiàn)LVRT的方案展開研究，主要內(nèi)容如下：
　　 (1)在電力系統(tǒng)仿真軟件DIgSILENT/PowerFactory中建立33×1.25MW雙饋風機的風電場模型和靜止無功補償器(SVC)控

3、制模型，并重點對DFIG風電機組的變流器模型、槳距角模型、最大風能模型等進行了建模分析。
　　 (2)進行了對稱電網(wǎng)故障下DFIG的電磁瞬態(tài)過程中電流、電壓分析計算。在此基礎上針對DFIG正常運行下機端發(fā)生三相短路故障時，推導出轉(zhuǎn)子短路電流解析表達式。對1.25MW雙饋風機機端三相短路故障后的轉(zhuǎn)子電流進行了仿真分析表明解析表達式的準確性。
　　 (3)進行了Crowbar阻值的整定方法的研究，根據(jù)所推導的轉(zhuǎn)子電流的解析表

4、達式計算出不同Crowbar阻值時的最大轉(zhuǎn)子電流幅值和出現(xiàn)時間以估算Crowbar值，最后對1.25MW雙饋風機的Crowbar阻值進行了整定。通過算例仿真驗證了整定值的合理性。
　　 (4)仿真分析了Crowbar阻值和退出時間對低電壓穿越效果的影響。
　　 (5)將SVC應用于基于DFIG并網(wǎng)風電場中作為動態(tài)無功補償措施以用于電壓快速恢復和轉(zhuǎn)子變頻器的快速重啟最終實現(xiàn)風電機組的低電壓穿越。通過仿真計算驗證了模型有效性