雙饋風力發(fā)電系統(tǒng)變流器并網(wǎng)適應性控制研究.pdf

1、雙饋風力發(fā)電系統(tǒng)的變流器容量是雙饋電機的轉(zhuǎn)差率容量，具有體積小、重量輕、損耗低等特點，因此是目前國內(nèi)外市場上的主流機型。隨著風電場規(guī)模的擴大，要求并網(wǎng)的雙饋風力發(fā)電系統(tǒng)必須具備低電壓穿越、抵御電網(wǎng)電壓不平衡的影響以及無功補償?shù)哪芰?，即提高雙饋風力發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)適應性。本文結(jié)合云南電網(wǎng)電力科學研究院“基于PSCAD的風電機組建模技術(shù)及并網(wǎng)適應性研究”科研項目，圍繞雙饋風力發(fā)電系統(tǒng)的變流器控制技術(shù)進行了較為深入的研究，主要內(nèi)容如下:
　

2、　雙饋風電發(fā)電系統(tǒng)數(shù)學模型的建立。綜合雙饋風力發(fā)電系統(tǒng)的風速、風力機、雙饋感應電機、機側(cè)和網(wǎng)側(cè)變流器等子系統(tǒng)的數(shù)學模型，建立了基于定子磁鏈定向的雙饋電機矢量控制策略和基于電網(wǎng)電壓定向的網(wǎng)側(cè)變流器矢量控制策略，在PSCAD環(huán)境下建立了單機仿真模型，并通過仿真進行了驗證。
　　故障時雙饋電機暫態(tài)分析和低電壓穿越能量吸收方案。通過拉普拉斯變換，推導了雙饋電機在電網(wǎng)電壓跌落至零時的定、轉(zhuǎn)子故障磁鏈和故障電流解析式，分析了雙饋電機在電網(wǎng)對稱

3、跌落時的電磁暫態(tài)特性，討論了在電網(wǎng)電壓跌落時，DFIG低電壓穿越需要解決的問題，即減小轉(zhuǎn)子故障電流來保護機側(cè)變流器，減小直流母線的過電壓來保護中間電容。從減少故障恢復時從電網(wǎng)吸收無功功率的大小和避免直流母線電壓上升的角度推導了Crowbar電阻的取值。在PSCAD中從添加外部電路(Crowbar電路和Chopper電路)的角度來實現(xiàn)低電壓穿越。
　　電網(wǎng)電壓不平衡時變流器的控制策略。在正負序分量分離的基礎(chǔ)上，建立了雙饋電機在正負序

4、坐標系下的數(shù)學模型和瞬時功率模型，得出電網(wǎng)電壓不平衡時定子磁鏈中出現(xiàn)的負序分量是引起電磁轉(zhuǎn)矩、有功功率、無功功率脈動，轉(zhuǎn)子電流畸變，定子電流不對稱的根本原因。采用兩套控制系統(tǒng)分別控制定子電流的正負序分量，分別實現(xiàn)了機側(cè)變流器抑制定子三相電流不平衡，網(wǎng)側(cè)變流器抑制網(wǎng)側(cè)交流器輸出三相電流不平衡的控制目標，并在仿真模型中進行了驗證。
　　風電場建模與無功補償?？偨Y(jié)了風電場建模的主要問題和常用的等效方法，以及風電場集群效應對電力系統(tǒng)的正面