雙饋型風(fēng)電機(jī)組LVRT增強(qiáng)控制算法研究.pdf

1、作為一種可再生的綠色能源，風(fēng)能因其巨大的開發(fā)潛能而備受重視。在目前廣泛應(yīng)用的變速恒頻風(fēng)電機(jī)組中，雙饋型風(fēng)電機(jī)組因其變流拓?fù)渚哂休^高的性價(jià)比以及成熟的產(chǎn)業(yè)鏈，具有成本低、控制靈活的優(yōu)點(diǎn)，已成為風(fēng)電機(jī)組尤其是兆瓦級(jí)大功率風(fēng)力發(fā)電機(jī)的主導(dǎo)機(jī)型。然而，雙饋電機(jī)(DFIG)由于其定子直接與電網(wǎng)相耦合，電網(wǎng)故障將引起定子磁鏈暫態(tài)，并會(huì)在轉(zhuǎn)子側(cè)產(chǎn)生電壓和電流沖擊。目前應(yīng)用廣泛的傳統(tǒng)基于Crowbar的低電壓穿越(LVRT)解決方案不僅沒能充分利用變流

2、器對(duì)DFIG的控制靈活性，而且也難以較好地適應(yīng)當(dāng)今不斷提升的并網(wǎng)要求。為此，立足于軟件控制角度的方案近年來(lái)有了較多的研究，其中較具代表性的是暫態(tài)磁鏈控制算法，但常規(guī)基于滅磁控制的暫態(tài)補(bǔ)償策略多依賴于磁鏈觀測(cè)技術(shù)，不僅算法較為復(fù)雜而且對(duì)電機(jī)參數(shù)具有較強(qiáng)的依賴性。本文首先建立了DFIG在不同坐標(biāo)系下的一般數(shù)學(xué)模型，并以此為基礎(chǔ)，對(duì)雙饋型風(fēng)電機(jī)組的矢量控制及電網(wǎng)電壓故障時(shí)DFIG定、轉(zhuǎn)子側(cè)電磁暫態(tài)過(guò)程進(jìn)行了深入的分析與研究，并依據(jù)DFIG系統(tǒng)

3、動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性，在對(duì)常規(guī)滅磁控制基本原理進(jìn)行了深入的研究與討論的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步提出了基于虛擬電感暫態(tài)自滅磁算法的LVRT控制策略，該策略不僅能夠較好地抑制轉(zhuǎn)子暫態(tài)電壓沖擊，最大限度地拓展可穿越的故障范圍，充分發(fā)揮DFIG的控制靈活性，而且無(wú)需暫態(tài)磁鏈觀測(cè)，簡(jiǎn)化了算法，具有較好的快速性和魯棒性。并且，本文在對(duì)SEF-DFIG控制系統(tǒng)進(jìn)行了相應(yīng)的分析可研究，并在此基礎(chǔ)上，發(fā)現(xiàn)如果能夠在LVRT過(guò)程中將網(wǎng)側(cè)變流器暫態(tài)柔性切換至轉(zhuǎn)子側(cè)與轉(zhuǎn)子側(cè)變流

4、器并聯(lián)驅(qū)動(dòng)，共同承擔(dān)LVRT過(guò)程中DFIG所需暫態(tài)轉(zhuǎn)子電流，拓展控制變流器的容量，再配以虛擬電感暫態(tài)自滅磁方案原則上能夠?qū)崿F(xiàn)雙饋電機(jī)全范圍穿越的可控性，實(shí)現(xiàn)無(wú)撬棒穿越，能夠較好地提升雙饋型風(fēng)力發(fā)電機(jī)的電網(wǎng)友好性。最后，在基于實(shí)驗(yàn)室雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)模擬平臺(tái)的條件下，對(duì)矢量控制下DFIG系統(tǒng)進(jìn)行了相關(guān)實(shí)驗(yàn)研究，并且以此為基礎(chǔ)展開了對(duì)本文所提出的基于虛擬電感暫態(tài)自滅磁算法的LVRT控制策略的和轉(zhuǎn)子變流器控制直流側(cè)電壓(SEF-DFIG)系統(tǒng)控