基于PSCAD的雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)低電壓穿越仿真研究.pdf

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1、·信息技術(shù)·胡兆網(wǎng)，等·基于PSCAD的雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)低電壓穿越仿真研究基于PSCAD的雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)低電壓穿越仿真研究胡兆網(wǎng)，王宏華(河海大學(xué)能源與電氣學(xué)院，江蘇南京211100)摘要：針對(duì)雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)低電壓穿越(LVRT)中定轉(zhuǎn)子過電流問題，在電網(wǎng)低電壓故障時(shí)選擇主動(dòng)式轉(zhuǎn)子Crowbar保護(hù)電路旁路轉(zhuǎn)子變流器限制轉(zhuǎn)子變流器電流?；赑SCAD／EMTDC建立了雙饋風(fēng)力機(jī)組的仿真模型并在電網(wǎng)三相對(duì)稱低電壓故障下進(jìn)行了仿真分析，仿真結(jié)果驗(yàn)證了主動(dòng)式轉(zhuǎn)子Crowbar保護(hù)電路實(shí)現(xiàn)LVRT的有效性。關(guān)鍵詞：雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)；低電壓穿越；Crowbar電路；PSCAD中圖分類號(hào)：TM614；

2、TP391．9文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號(hào)：1671-5276(2012)02-0106-04ResearchonLowVoltageRidethroughofDoubl—fedWindInductionGeneratorBasedonPSCADHUZhao—wang，WANGHong—hua(CollegeofEnergyandElectricalEngineering，HohaiUniversity，Nanjing211100，China)Abstract：Tolimitthecurrentinstatorandrotorcircuitisakeytechnologyforthelow-vol

3、tageridethrough(LVRT)ofthedouble—fedwindpowergeneratingsystem．Anactiverotorcrowbarcircuitisusedforlimitingtheovercurrentintherotor．ThispaperusesDFIGtoestablish．a(chǎn)simulationmodelforthewindpowersystemandcarriesoutsimulationanalysisbasedonPSCAD／EMTDC．Thesimu·lationresultsshowthattheactiverotorcrowbarci

4、rcuitfortheLVRTofthewindpowersystemisefective．Keywords：doublyfedinductiongenerator；low—voltageridethrough；crowbarcircuit；PSCAD落幅度大，單純靠控制策略的改進(jìn)難以實(shí)現(xiàn)DFIG風(fēng)電機(jī)0引言組的LVRT。有鑒于此，一些風(fēng)電大公司采用了主動(dòng)式轉(zhuǎn)子Crowbar電路技術(shù)提高DFIG風(fēng)電機(jī)組的LVRT能力，隨著風(fēng)電機(jī)組裝機(jī)容量不斷增大，風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)對(duì)現(xiàn)存使其轉(zhuǎn)子變流器避開過電流沖擊，對(duì)轉(zhuǎn)子變流器進(jìn)行有效電網(wǎng)穩(wěn)定性的影響成為倍受關(guān)注的課題，其中熱點(diǎn)之一是研保護(hù)，實(shí)現(xiàn)風(fēng)電機(jī)組不脫網(wǎng)運(yùn)

5、行?。究電網(wǎng)電壓瞬間跌落情況下風(fēng)電機(jī)組對(duì)電力系統(tǒng)的影響。當(dāng)電網(wǎng)電壓降低到一定值時(shí)，若風(fēng)力發(fā)電機(jī)組自動(dòng)脫網(wǎng)，這1雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及工作原理在風(fēng)力發(fā)電所占比例不高的電網(wǎng)中是可以接受的，但對(duì)于風(fēng)力發(fā)電容量較大的電力系統(tǒng)，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的離網(wǎng)會(huì)造成電DFIG的轉(zhuǎn)子側(cè)通過集電環(huán)和電刷加入交流勵(lì)磁，既網(wǎng)電壓和頻率的崩潰，因此，接入電網(wǎng)的大容量風(fēng)電機(jī)組能可輸人電能也可輸出電能。圖1為雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)結(jié)夠在電網(wǎng)故障下不間斷并網(wǎng)運(yùn)行十分重要。為了使風(fēng)力發(fā)構(gòu)示意圖，其中，DFIG的定子通過變壓器直接與電網(wǎng)相電機(jī)組在電網(wǎng)電壓瞬間跌落時(shí)仍能保持并網(wǎng)，這就要求風(fēng)力連，轉(zhuǎn)子繞組通過背靠背的功率變換器與電網(wǎng)相連，通過發(fā)

6、電機(jī)組具有一定的低電壓穿越(LVRT)能力?？刂妻D(zhuǎn)子勵(lì)磁電流的幅值、頻率、相位實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)發(fā)電。基于變流器控制技術(shù)的大容量雙饋感應(yīng)發(fā)電機(jī)(DFIG)風(fēng)電機(jī)組是目前風(fēng)電場中的主流機(jī)型。由于DFIG定子直接與電網(wǎng)相聯(lián)，當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生故障時(shí)會(huì)引起機(jī)—————端電壓跌落造成其定子電流增加，進(jìn)而導(dǎo)致轉(zhuǎn)子電流急劇——上升，危及其轉(zhuǎn)子側(cè)變流器安全，若DFIG風(fēng)電機(jī)組因此——而脫離電網(wǎng)，將不利于電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。轉(zhuǎn)子電路中風(fēng)的Crowbar(保護(hù))電路是使DFIG風(fēng)電機(jī)組具備LVRT能——力的關(guān)鍵，其在電網(wǎng)電壓故障時(shí)可有效對(duì)變流器進(jìn)行?！o(hù)，且可向電網(wǎng)發(fā)出無功功率，使電網(wǎng)電壓迅速恢復(fù)正常?！猒．——目前，L

7、VRT的研究方向主要集中于先進(jìn)控制策略和增加硬件輔助電路的研究。然而，當(dāng)系統(tǒng)故障嚴(yán)重時(shí)，電壓跌圖1雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖作者簡介：胡兆網(wǎng)(1986一)，男，江蘇淮安人，河海大學(xué)碩士研究生，主要研究方向?yàn)樾履茉窗l(fā)電系統(tǒng)的控制。·106·http：／／ZZHD．chinajourna1．net．cnE—mail：ZZHD@chainajouma1．net．cn《機(jī)械制造與自動(dòng)化》·信息技術(shù)·胡兆網(wǎng)，等·基于PSC