基于新型故障電流限制電路的DFIG低電壓穿越的研究.pdf

1、雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)(Doubly Fed Induction Generator，DFIG)作為一種時(shí)下比較熱門的風(fēng)力發(fā)電機(jī)，它具有相當(dāng)多獨(dú)有的性質(zhì)，例如變流器容量小、體積輕、變速恒頻運(yùn)行效果好等等，其中較為突出的是在遭遇電網(wǎng)故障時(shí)為了保護(hù)自身安全會(huì)自動(dòng)脫網(wǎng)動(dòng)作，但對(duì)于系統(tǒng)來說這種情況下脫網(wǎng)無(wú)疑會(huì)讓故障更加惡化，系統(tǒng)大規(guī)模失去電源將導(dǎo)致系統(tǒng)電壓崩潰。針對(duì)這種特殊的情況，為了發(fā)展電網(wǎng)友好型的風(fēng)電技術(shù)，十分迫切地需要發(fā)展有關(guān)低電壓穿越(LowV

2、oltage Ride Through，LVRT)的深入研究。
　　本文主要針對(duì)DFIG的LVRT有關(guān)問題進(jìn)行研究。建立了DFIG的基礎(chǔ)數(shù)學(xué)模型。通過適當(dāng)?shù)暮?jiǎn)化和假設(shè)，建立較為精確的DFIG的暫態(tài)模型，分析DFIG機(jī)端電壓跌落的情況下，各個(gè)電氣量的變化特征。在Matlab中進(jìn)行DFIG三相對(duì)稱電壓跌落的LVRT過程的仿真，研究機(jī)端三相對(duì)稱電壓跌落故障對(duì)DFIG的影響，定子電壓對(duì)稱跌落情況下，定轉(zhuǎn)子均有多個(gè)周期的大幅值電流，嚴(yán)重威脅

3、變流器的安全穩(wěn)定運(yùn)行。同時(shí)直流母線電容過充電，導(dǎo)致電壓升高，容易損壞直流母線電容裝置。目前提高DFIG的LVRT能力的主流方法是加裝Crowbar電路，論文中對(duì)Crowbar技術(shù)也進(jìn)行了較為深入的研究分析。首先利用物理建模的方法建立Crowbar電路的數(shù)學(xué)模型，然后利用解析的方法推導(dǎo)Crowbar轉(zhuǎn)子串聯(lián)泄荷電阻阻值的計(jì)算公式。最后在Simulink軟件中搭建仿真模型，進(jìn)行了轉(zhuǎn)子側(cè)Crowbar電路和直流側(cè)斬波制動(dòng)電路配合進(jìn)行LVRT的

4、仿真。得出在轉(zhuǎn)子側(cè)加裝Crowbar電路的方法可以限制定轉(zhuǎn)子故障電流的大小，保護(hù)轉(zhuǎn)子側(cè)變流器。最后從定子側(cè)抑制電壓跌落方法進(jìn)行研究，設(shè)計(jì)出一種新型故障電流限制裝置(New Fault Current Limiter，NFCL)并使之配合斬波制動(dòng)電路來加強(qiáng)DFIG的低電壓穿越能力。從DFIG暫態(tài)模型入手推導(dǎo)各參數(shù)計(jì)算公式，并把轉(zhuǎn)子側(cè)抑制電壓跌落的主動(dòng)型Crowbar電路低電壓穿越效果和定子側(cè)抑制電壓跌落的新型故障電流限制電路低電壓穿越效果