雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)組并網(wǎng)對(duì)系統(tǒng)頻率穩(wěn)定性影響的研究.pdf

1、目前最為廣泛使用的雙饋感應(yīng)風(fēng)電機(jī)組(DFIG風(fēng)電機(jī)組)，依靠換流器，使得雙饋感應(yīng)發(fā)電機(jī)(DFIG)的轉(zhuǎn)子與電網(wǎng)相接，該結(jié)構(gòu)使得轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速與電網(wǎng)的頻率解耦，系統(tǒng)整個(gè)慣量減少，增加了電網(wǎng)一次調(diào)頻的難度，確保風(fēng)電并網(wǎng)后對(duì)系統(tǒng)頻率穩(wěn)定性的影響成為風(fēng)電研究中重要課題。
　　首先分析了DFIG機(jī)組的運(yùn)行特性，研究了DFIG風(fēng)電機(jī)組主要構(gòu)成和數(shù)學(xué)模型;基于PSCAD/EMTDC平臺(tái)設(shè)計(jì)了風(fēng)力機(jī)模型和PWM功率變換器模型以及功率變換器的控制模型;

2、基于滯環(huán)矢量控制技術(shù)、SPWM脈寬調(diào)制技術(shù)，給出電網(wǎng)側(cè)變換器的雙閉環(huán)控制策略下的PI控制器的設(shè)計(jì);
　　其次在PSCAD/EMTDC仿真平臺(tái)下搭建了WSCC(Western Systems CoordinatingCouncil)3機(jī)9節(jié)點(diǎn)算例系統(tǒng)和2MW的雙饋感應(yīng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組模型，仿真研究了等值的DFIG風(fēng)電機(jī)組并入電網(wǎng)后對(duì)系統(tǒng)頻率穩(wěn)定性的影響，其中包括DFIG風(fēng)電機(jī)組并網(wǎng)后在風(fēng)速、電網(wǎng)擾動(dòng)、風(fēng)電場容量、旋轉(zhuǎn)備用容量因素的變化對(duì)

3、系統(tǒng)頻率的影響;仿真得到當(dāng)電網(wǎng)側(cè)發(fā)生最嚴(yán)重故障或者擾動(dòng)后對(duì)系統(tǒng)頻率產(chǎn)生的波動(dòng)影響大于風(fēng)場中所能承受的最大風(fēng)速波動(dòng)對(duì)頻率的影響，在傳統(tǒng)的DFIG機(jī)組中沒有任何頻率控制的模塊，增加同步發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)備用容量能有效的抑制頻率的大幅波動(dòng)，也能減輕系統(tǒng)一次調(diào)頻的負(fù)擔(dān);
　　最后仿真研究分析了不具備低電壓穿越能力的DFIG機(jī)組并網(wǎng)對(duì)系統(tǒng)頻率響應(yīng)的影響，給出了對(duì)所采用的原有DFIG風(fēng)電機(jī)組進(jìn)行改進(jìn)，利用轉(zhuǎn)子變換器并聯(lián)ActiveCrowbar電路和

4、直流母線電容器并聯(lián)卸荷電路來保護(hù)變流器的方法，并設(shè)計(jì)了它們各自的控制策略;為了解決在電網(wǎng)故障期間，Crowbar電路的投入，使得系統(tǒng)無功功率的需求增大，影響電網(wǎng)電壓恢復(fù);在網(wǎng)側(cè)變流器的功率容量范圍內(nèi)，本文提出了改進(jìn)原有網(wǎng)側(cè)變流器的無功控制策略，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)為系統(tǒng)提供無功的支持，幫助電網(wǎng)故障恢復(fù);同時(shí)在電網(wǎng)恢復(fù)后，還能向電網(wǎng)繼續(xù)發(fā)出無功功率，以助于加快機(jī)端電壓恢復(fù)，從而實(shí)現(xiàn)低電壓穿越中的無功功率要求，最后以改進(jìn)后的2MW DFIG風(fēng)電