雙饋風(fēng)力發(fā)電機單相不對稱低電壓穿越的研究.pdf

1、隨著風(fēng)電場接入電網(wǎng)的容量不斷增大，風(fēng)電場跟電網(wǎng)之間的彼此影響逐漸顯著，特別是電網(wǎng)發(fā)生電壓跌落時。為使接入電力系統(tǒng)的風(fēng)電標(biāo)準化，世界各國都依據(jù)各自情況制定了與風(fēng)電機組有關(guān)的輸電網(wǎng)技術(shù)規(guī)范。
　　目前對DFIG的LVRT技術(shù)的探討主要集中在電網(wǎng)對稱故障中，不過在現(xiàn)實運行中，電網(wǎng)不對稱故障產(chǎn)生的幾率更加大（單相接地故障為70％，兩相接地故障為15％，相間故障為10％，三相故障為5％），故本文分析單相不對稱故障。研究其單相不對稱電壓跌落下

2、的電磁過渡階段特性，且提出有效的控制策略，使其滿足低電壓穿越要求。
　　為了便于研究DFIG在發(fā)生單相不對稱電壓跌落時的特性，在對DFIG的結(jié)構(gòu)和基本原理研究的基礎(chǔ)上，構(gòu)建了單相不對稱電壓跌落下的動態(tài)數(shù)學(xué)模型。并通過將電流作為變量的形容DFIG電磁暫態(tài)過程的狀態(tài)空間方程，根據(jù)疊加原理將單相不對稱電壓跌落的暫態(tài)過程等效成穩(wěn)定運行以及定子側(cè)加不對稱反向電壓運行兩種工況的疊加。進而根據(jù)拉普拉斯變換及其逆變換推導(dǎo)得到了DFIG在發(fā)生單相不

3、對稱電壓跌落故障時的定轉(zhuǎn)子電流dq分量的解析結(jié)果。根據(jù)DFIG轉(zhuǎn)子側(cè)變流器的保護要求，通過坐標(biāo)變換研究了單相電壓跌落故障下DFIG定、轉(zhuǎn)子各相電流的解析表達式;根據(jù)電壓跌落故障下，DFIG必須向電網(wǎng)提供無功支撐的LVRT要求，對單相壓跌落故障下DFIG的電磁轉(zhuǎn)矩及輸出的有功功率和無功功率的暫態(tài)特性進行解析研究。研究結(jié)果表明，暫態(tài)特性與DFIG轉(zhuǎn)子側(cè)勵磁電壓有關(guān)，對暫態(tài)特性的影響最大的是諧波分量。為此建立了在轉(zhuǎn)子勵磁電壓可調(diào)下，單相不對稱

4、電壓跌落下DFIG的狀態(tài)空間方程，并對電流、電磁轉(zhuǎn)矩和功率的暫態(tài)特性進行研究。以此為基礎(chǔ)，提出了通過控制DFIG轉(zhuǎn)子側(cè)勵磁電壓以抑制諧波分量為目的的LVRT控制策略，通過電流暫態(tài)特性的研究，給出控制電壓的解析結(jié)果。并進一步對該控制策略下DFIG在LVRT時的定轉(zhuǎn)子電流、電磁轉(zhuǎn)矩和電磁功率進行研究。
　　在理論研究的基礎(chǔ)上，基于Matlab仿真平臺以及DFIG單相不對稱LVRT數(shù)學(xué)模型，搭建了DFIG單相不對稱LVRT的仿真模型。理