風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)機(jī)組低電壓穿越及控制系統(tǒng)建模與仿真研究.pdf

1、近年來，風(fēng)力發(fā)電在全球范圍內(nèi)得到了快速發(fā)展，世界各國(guó)的電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商對(duì)風(fēng)電接入能力提出了越來越嚴(yán)格的要求，包括LVRT能力、無功（電壓）控制能力、有功（頻率）調(diào)節(jié)能力等，對(duì)大規(guī)模風(fēng)電接入能力的預(yù)測(cè)與仿真也成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。隨著風(fēng)電并網(wǎng)技術(shù)研究的不斷深入，對(duì)風(fēng)電機(jī)組建模的準(zhǔn)確性、可靠性和合理性的要求越來越高。事實(shí)上由于缺少準(zhǔn)確的模型，已經(jīng)妨礙了風(fēng)電接入系統(tǒng)的仿真研究，難以準(zhǔn)確的評(píng)價(jià)風(fēng)電接入對(duì)電網(wǎng)的影響。因此，研究符合實(shí)際的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組低電壓

2、穿越及控制策略的機(jī)電暫態(tài)模型具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
　　目前在國(guó)內(nèi)常用的電力系統(tǒng)分析軟件中廣泛使用的雙饋異步風(fēng)電機(jī)組、直驅(qū)同步風(fēng)電機(jī)組機(jī)電暫態(tài)模型是采用某一型號(hào)的風(fēng)電機(jī)組代表一類風(fēng)機(jī)，主要跟蹤了國(guó)外風(fēng)電機(jī)組模型研究的進(jìn)展。近年國(guó)外風(fēng)機(jī)模型研究的主要內(nèi)容也是針對(duì)主流風(fēng)機(jī)廠家進(jìn)行不斷的細(xì)化和完善。國(guó)內(nèi)廠家由于控制系統(tǒng)主要通過引進(jìn)國(guó)外現(xiàn)成裝備，長(zhǎng)期以來在模型和參數(shù)方面技術(shù)較為薄弱，無法配合電網(wǎng)進(jìn)行模型的研究工作。通過與風(fēng)電廠家的合作，并結(jié)

3、合機(jī)電暫態(tài)程序，有望在模型完善和細(xì)化方面取得較大進(jìn)展。
　　本文以雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)和直驅(qū)式風(fēng)力發(fā)電機(jī)為研究對(duì)象，重點(diǎn)對(duì)其數(shù)學(xué)模型和低電壓穿越展開了理論研究，主要貢獻(xiàn)如下:
　　(1)分別研究了雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)和直驅(qū)式風(fēng)力發(fā)電機(jī)的數(shù)學(xué)模型，包括風(fēng)機(jī)模型、同步旋轉(zhuǎn)dq坐標(biāo)系下發(fā)電機(jī)模型和變流器模型等;并且研究了穩(wěn)態(tài)情況下兩種風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)各部分的控制以及穩(wěn)態(tài)情況下電機(jī)轉(zhuǎn)速控制方案，在DIgSILENT和PSCAD中建立電磁暫態(tài)模型，驗(yàn)

4、證其正確性。
　　(2)從能量平衡角度分別分析了雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)和直驅(qū)式風(fēng)力發(fā)電機(jī)的故障特性，通過仿真驗(yàn)證了撬棒電阻低電壓穿越策略在對(duì)稱故障和不對(duì)稱故障情況下的有效性，定性分析了撬棒電阻阻值對(duì)低電壓穿越效果的影響，并討論了限制電阻阻值的選擇原則。
　　(3)在深入研究雙饋式風(fēng)力發(fā)電機(jī)和直驅(qū)式風(fēng)力發(fā)電機(jī)的電磁暫態(tài)模型基礎(chǔ)上，針對(duì)山東電網(wǎng)不同廠家的風(fēng)機(jī)低電壓穿越特性在PSASP中開發(fā)相應(yīng)的機(jī)電暫態(tài)模型，使其能夠用于大規(guī)模風(fēng)電場(chǎng)接入