電網(wǎng)非正常狀態(tài)下的風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行特性研究.pdf

1、隨著風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的快速發(fā)展和成熟，風(fēng)力發(fā)電的大規(guī)模應(yīng)用已經(jīng)成為許多國(guó)家新能源發(fā)展戰(zhàn)略的重要組成部分，且單一風(fēng)電場(chǎng)規(guī)模呈現(xiàn)日益增加的趨勢(shì)。隨著大容量風(fēng)電場(chǎng)的規(guī)劃和建設(shè)，風(fēng)電在電力系統(tǒng)中所占的比重逐步增加，與電力系統(tǒng)的相互作用和相互影響也隨之加大。風(fēng)電領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)正從小容量單機(jī)的風(fēng)力發(fā)電技術(shù)向大容量系統(tǒng)級(jí)的方向發(fā)展，從研究大容量風(fēng)電場(chǎng)的穩(wěn)態(tài)行為過渡到其接入電網(wǎng)后的動(dòng)、暫態(tài)行為，從正常電網(wǎng)條件下風(fēng)電機(jī)組的運(yùn)行轉(zhuǎn)向電網(wǎng)故障下的穿越運(yùn)行。特別是

2、在電網(wǎng)故障情況下機(jī)組暫態(tài)性能方面，如電網(wǎng)故障時(shí)風(fēng)電機(jī)組的運(yùn)行特性，電網(wǎng)故障對(duì)風(fēng)電機(jī)組的影響和保護(hù)對(duì)策，風(fēng)電機(jī)組低電壓穿越能力等。更為重要的是目前的故障運(yùn)行研究已從對(duì)稱故障向不對(duì)稱故障范疇延伸。
　　本文以當(dāng)前的主流機(jī)型并網(wǎng)雙饋感應(yīng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)為研究對(duì)象，分析了DFIG風(fēng)力發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行原理，建立了DFIG風(fēng)電系統(tǒng)中風(fēng)速、風(fēng)力機(jī)、傳動(dòng)系統(tǒng)等的數(shù)學(xué)模型。以定子磁鏈定向矢量控制和電網(wǎng)電壓定向矢量控制策略為基礎(chǔ)，建立了DFIG有功、無功

3、功率解耦的雙閉環(huán)矢量控制模型和單位功率因數(shù)控制模型?；谝陨夏Ｐ?，建立了等效風(fēng)電場(chǎng)和實(shí)際電網(wǎng)模型，在分析DFIG風(fēng)力發(fā)電機(jī)的功率流向的基礎(chǔ)上，詳細(xì)推導(dǎo)了DFIG風(fēng)力發(fā)電機(jī)工作點(diǎn)的設(shè)置過程。針對(duì)電網(wǎng)故障下機(jī)組的暫態(tài)運(yùn)行性能開展深入的研究，對(duì)電網(wǎng)發(fā)生三相故障情況下雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)的運(yùn)行特性進(jìn)行了仿真分析，分析結(jié)果表明雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)必須提高自身的低電壓穿越能力，以保證發(fā)電機(jī)不受損害并對(duì)電網(wǎng)提供支持。通過仿真分析了不同故障(單相接地短路故障、兩相

4、相間短路故障)條件下DFIG風(fēng)電機(jī)組低電壓運(yùn)行特性，并提出了相應(yīng)的保護(hù)措施。
　　由于電網(wǎng)電壓跌落對(duì)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)運(yùn)行具有顯著影響，當(dāng)風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)點(diǎn)電壓跌落時(shí)，會(huì)造成風(fēng)電機(jī)組機(jī)端電壓過低而損失部分發(fā)電量，嚴(yán)重時(shí)甚至引起風(fēng)電機(jī)組的非正常停機(jī)。因此，并網(wǎng)點(diǎn)電壓跌落已經(jīng)成為影響風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)可靠性的重要因素，在并網(wǎng)風(fēng)電場(chǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)階段，評(píng)估系統(tǒng)發(fā)電可靠性時(shí)，必須對(duì)現(xiàn)有的可靠性指標(biāo)進(jìn)行適當(dāng)?shù)母倪M(jìn)。針對(duì)不同電網(wǎng)電壓跌落幅度的風(fēng)力發(fā)電可靠性問題，提出