低電壓穿越仿真分析

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1、雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)低電壓穿越研究陳達(dá)翁德明梁世民金希龍(臺(tái)州電業(yè)局輸電運(yùn)檢工區(qū)，浙江臨海317000)摘耍：低電壓穿越已經(jīng)成為雙饋風(fēng)機(jī)人規(guī)模并網(wǎng)的一個(gè)瓶頸。本文首先分析了電網(wǎng)電壓驟降對(duì)雙饋風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的影響，并提出了將雙饋風(fēng)機(jī)直流側(cè)電容通過雙向并聯(lián)的二極管與太陽能發(fā)電站直接相連，以提窩雙饋風(fēng)機(jī)低電壓穿越的能力，進(jìn)而增強(qiáng)電網(wǎng)電壓的穩(wěn)定性。關(guān)鍵詞：雙饋風(fēng)機(jī)；低電壓穿越；雙向并聯(lián)二極管；穩(wěn)定性LowVoltageRide-ThroughTechnologyonDFIGCHENDaWengDe-mingLiangShi-minJinXi-long(TaizhouElectricPowerBureau,T

2、ransmissionOperationandMaintenanceWorkArea,LinHai317000,China)ABSTRAC:LowV（）ltageRide-ThroughTechnologyhasbecomeabottleneckforDFIGinlargescaleconnectedwithgrid.TheimpactofgridvoltagedipsonDFIGisanalyzedinthispaper.TheDCsidecapacitorofDFIGconnectedwiththesolarpowerstationdirectlythroughatwo-waypar

3、alleldiodesisproposed.TheabilityoflowvoltageRide-ThroughTechnologyforDFIGisimproved.Thestabilityofpowersystemvoltageisenhanced?Keywords：DFIG；LowV（）ltageRide-Through；twowayparalleldiodes;stability;0引言隨著能源消耗的日益增長(zhǎng)和環(huán)境的不斷惡化，世界各國把可再生無污染的新型清潔能源作為可持續(xù)發(fā)展的重點(diǎn)。風(fēng)能是一種取Z不盡、無污染、具有大規(guī)模開發(fā)利用前景的能源。而風(fēng)力發(fā)電是新能源屮技術(shù)最成熟、最具規(guī)模

4、開發(fā)條件和商業(yè)化發(fā)展前景的發(fā)電方式之一A役雙饋風(fēng)機(jī)在風(fēng)力發(fā)電中得到廣泛應(yīng)用主要因?yàn)轱L(fēng)力發(fā)電機(jī)能通過控制轉(zhuǎn)子側(cè)勵(lì)磁、相位、幅值的控制來實(shí)現(xiàn)雙饋風(fēng)機(jī)的變速恒頻，同時(shí)能夠?qū)﹄p饋風(fēng)機(jī)有功、無功的輸出進(jìn)行有效控制，從而進(jìn)一步增強(qiáng)電網(wǎng)的穩(wěn)定性。但雙饋風(fēng)機(jī)的控制系統(tǒng)受電網(wǎng)電壓波動(dòng)的蹈響較大。當(dāng)電網(wǎng)電壓降低吋雙饋風(fēng)機(jī)不能對(duì)其輸出的有功、無功進(jìn)行冇效控制，使得電網(wǎng)電壓情況進(jìn)一步惡化。嚴(yán)重時(shí)將會(huì)導(dǎo)致整個(gè)風(fēng)電場(chǎng)拖網(wǎng),造成局部電網(wǎng)癱瘓。因此低電壓穿越已經(jīng)成為風(fēng)力發(fā)電大規(guī)模并網(wǎng)的瓶頸?？谇安捎玫牡推葔捍┰降闹饕椒ㄓ?直流側(cè)Crowbar.變槳距等方法。直流側(cè)Crowbar是利用電阻將直流電容的能最消耗掉。其缺點(diǎn)

5、是當(dāng)電網(wǎng)電壓波動(dòng)引起直流電容電壓降低時(shí)不能維持電容電壓的穩(wěn)定性。變漿距的缺點(diǎn)主要是；當(dāng)電網(wǎng)動(dòng)蕩吋，需耍額外的儲(chǔ)備電源對(duì)變漿距裝置進(jìn)行啟動(dòng)。本文提出了采用DFTG風(fēng)電機(jī)組的直流電容側(cè)與太陽能發(fā)電站相結(jié)合的方式來提高風(fēng)力發(fā)電機(jī)組低電壓穿越的能力，以達(dá)到雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)組大規(guī)模并網(wǎng)的目的「皿。1、雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)的數(shù)學(xué)模型圖1雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)組雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示，其等值電路圖如圖2。圖中下標(biāo)s、廠和g分別表示發(fā)電機(jī)定了側(cè)、發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)了側(cè)和GSC交流側(cè)的參數(shù)，上標(biāo)$表示該矢量是在靜止朋標(biāo)系下的矢量。3AP咼彊―上訂工+仏］2S厶LsT可見，通過控制轉(zhuǎn)了電流0和irg可以實(shí)現(xiàn)對(duì)定子繞組

6、有功功率和無功功率的解耦控制。而對(duì)轉(zhuǎn)子電流叮和爲(wèi)的控制是通過RSC輸岀電壓％和％的控制間接實(shí)現(xiàn)的。1.2GSC數(shù)學(xué)模型在同步旋轉(zhuǎn)世標(biāo)系，d軸以電網(wǎng)電壓定向，則1.1RSC數(shù)學(xué)模型在同步旋轉(zhuǎn)朋標(biāo)系下，當(dāng)d軸定向于定子電GSC交流側(cè)的數(shù)學(xué)模型可表示為壓時(shí)，電機(jī)的電壓方程可表示為：匕二&厶+警+加"$at匕=尺人+警1+八5一?)幾at(1)其中:0—厶^r=LrIr+LmIs穩(wěn)態(tài)運(yùn)行條件下，忽略定子電阻，匕〃=匕=_叱凡=0=乙將(4)代入(3),可得Li,d=_于旳z7厶3丄￡L：將(5)和(3)代入(2),整理得到轉(zhuǎn)了電流的狀態(tài)方程山(1)可得⑷&?11口力Z■也+?人廠疋％+z■坨%代

7、.?1廠％一％一廠％忽略Rg和變頻器上的功率損耗，GSC交直流側(cè)的有功功率平衡，即G警+JIdt丿dt3P艸=^E心=%由式⑼可得2、電網(wǎng)電壓驟降對(duì)雙饋風(fēng)機(jī)的影響分析(10)dird.1-;±=--J-zrdr+CO.l+Vrd+cltLrayuprq/_.厶O%一R「i.1dtL,.(yrqslip1rd,JqLra屮5lip=叫一??為轉(zhuǎn)并角速度,◎lipI"y0厶厶o'按照定了短路故障下的電機(jī)瞬態(tài)分析方法，將式(3)代入式(2