電網(wǎng)故障下雙饋風(fēng)力發(fā)電機控制策略研究.pdf

1、風(fēng)力發(fā)電作為一種有效地將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能的技術(shù)，近年來受到越來越廣泛的重視與運用。隨著風(fēng)電系統(tǒng)裝機容量的不斷增大，其對電網(wǎng)的影響也日益明顯。電力系統(tǒng)要求并網(wǎng)風(fēng)力發(fā)電必須具有良好的電能質(zhì)量及故障穿越能力。
　　本文以國家自然科學(xué)基金項目(51077034)和安徽省高校自然科學(xué)研究項目(2011AJZR0063)為依托，就目前風(fēng)力發(fā)電市場上廣泛應(yīng)用的變速恒頻(VSCF)雙饋感應(yīng)風(fēng)力發(fā)電機(DFIG)為對象進行了電網(wǎng)電壓故障穿越研究，從理

2、論到仿真，再從仿真到實驗進行了深入的分析與驗證。概括起來主要包括以下幾點：
　　1)通過嚴密的理論推導(dǎo)，得出了雙饋風(fēng)力發(fā)電機在靜止三相坐標系及兩相同步旋轉(zhuǎn)坐標系下的數(shù)學(xué)方程，并分別構(gòu)建了雙饋發(fā)電機的T型等效模型及τ型等效模型，建立了基于定子電壓定向的雙饋發(fā)電機機側(cè)變流器矢量控制模型。為研究電網(wǎng)電壓故障情況下的雙饋發(fā)電機的控制提供了理論基礎(chǔ)。
　　2)電網(wǎng)電壓跌落時以最大限度不觸發(fā)橇棒(Crowbar)等保護電路為目的，研究了

3、基于有源阻尼的控制技術(shù)以提高雙饋發(fā)電機穿越故障的能力。通過嚴格的理論分析及大量的仿真結(jié)果，驗證了有源阻尼控制技術(shù)對雙饋發(fā)電機LVRT的有效性。作為改進的有源阻尼技術(shù)，研究了基于有源電感及有源阻抗的技術(shù)以抑制轉(zhuǎn)子側(cè)過電流的同時盡量縮短過渡時間。
　　3)針對不同的故障運行狀況，提出了基于變有源阻尼的LVRT技術(shù)，分析了不同的跌落深度，不同的跌落持續(xù)時間及雙饋發(fā)電機所運行的轉(zhuǎn)速下所需要的阻尼大小，以最大效果地滿足LVRT要求。

4、　　4)對電網(wǎng)發(fā)生三相不平衡故障時雙饋發(fā)電機瞬態(tài)過程進行了深入的理論分析，指出了不平衡電網(wǎng)對雙饋風(fēng)力發(fā)電機的影響。詳細分析了采用雙dq同步旋轉(zhuǎn)坐標系下的不平衡控制技術(shù)的特點，仿真分析了雙dq坐標系的不平衡控制效果，并在此基礎(chǔ)上進行了不平衡跌落下的有源阻尼控制分析。
　　5)建立了11KW雙饋風(fēng)力發(fā)電對拖機組模擬實驗平臺，進行了基于有源阻尼技術(shù)的雙饋風(fēng)力發(fā)電機低電壓穿越實驗及不平衡電網(wǎng)電壓下電機控制實驗。較好地驗證了理論分析的正確性