双馈感应风力发电机实现LVRT仿真研究

引 发 大量 风 电 机 组 切 除 ，导 致 局 部 电 网 发 生 有 功 同 时 实现 抑 制 转 子 过 电 流 和 向 电 网 提 供 无 功 支 持 缺 额 ，对 电 网 的稳 定 性 和 电能 质 量 构 成 威 胁 ，造 两个 目标 。文 献 ［ ，９］ 通 过 对 Ｄ Ｉ 的 传 统 数 ８ ＦＧ 成 巨 大 损 失 。 为 此 各 国 电力 部 门 均 对 风 电机 组 低 学模 型 进 行 改 进 ，并 以 此 得 出 了新 的 控 制 策 略 ， 电压 穿 越 能 力 提 出 了相 应 指 标 ，要 求 当 电 网 电 压 与 传统 控 制 策 略 相 比 ，此 法 实 现 了对 故 障 电流 的 发 生 跌 落后 ，风 电机 组 应 具 备 在 一 定 时 间 内保 持 控 制 。 当这 种 通 过 改 进 控 制 策 略 来 帮 助 Ｄ Ｉ 实 ＦＧ 不 脱 网运 行 并 为 电 网 提 供 一 定 动 态 无 功 支 撑 的 能 现 低 电压 穿 越 能 力 的 方 法 ，只 适 合 外 部 故 障 较 轻
侧 变换 器 后 ，部 分 被 网 侧 变 换 器 传 递 到 电 网 ，其
在 电 网各 种 故 障 中 ， 电压 跌 落 问 题 最 为 常 见 ，导 余部 分 为 直 流 母 线 电容 充 电 ，导 致 母 线 电压 快 速 致 的后 果 也 最 为 严 重 。如 果 风 电机 组 不 具 备 低 升 高威 胁 电容 的安 全 。 因此 要 想 实 现低 电压 穿 ’ 电压 穿越 能 力 ， 当 电 网 电 压 发 生 大 值 跌 落 后 ，将 越 运行 ，必 须 要 在 电 网发 生 大 值 电 压 跌 落 故 障 时
保 护电路 的合理控制 ，附加撬棒 电路和 直流侧卸荷 电路可 以有效帮助 Ｄ Ｉ ＦＧ实现低 电压穿越 运行 。
关键词 ：双馈风 力发 电机 ；低 电压 穿越 ；保护 ；主动式撬棒 电路 ；直流侧 卸荷 电路
中 图分 类 号 ：Ｔ １ Ｍ６４ 文献 标 识 码 ：Ａ
电 网 电压 跌 落 直 接 反 映 为 定 子 电压 的 跌 落 ，而 定
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第 ２Fra Baidu bibliotek卷第 ７期 ８
２１ ０ ２年 ７月
电 力
科
学
与
工
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双 馈 感 应 风 力 发 电机 实 现 Ｌ Ｔ仿 真 研 究 ＶＲ
力 。为 了 风 能 发 电 能 够 实 现 大 规 模 并 网 应 用 ，
风 力 发 电机 必 须 具备 低 电压 穿 越 能 力 。
的 时候 。 当 电 网 发 生 大 值 电 压 跌 落 故 障 时 ，必 须
附 加撬 杆 硬 件 电 路 来 帮 助 Ｄ Ｉ 机 组 实 现 低 电 压 ＦＧ 电路 ，文献 ［ ０ １ ］对 比 了各 自的优 缺 点 ，最 后 介
收 稿 日期 ：２ １ ０ ０２— ５—２ 。 ３
了在 转 子侧 附 加 撬 棒 电 路 的方 法 来 实 现 抑 制 转 子
过 电流 ，并 对 撬 棒 电阻值 的选 取 进 行 了 理论 推 导 ，
基金项 目：中央高校基本科研业务费专项资金资助 。 作者简介 ：杨 普 （９ ５一 ，男 ，硕士研究生 ，研 究方向为风力 发电系统 的电压稳定性 ，Ｅ ｍ ｉ ｙｎｐ７ ３ ２ ．ｏ １８ ） － ａ ：ａｇｕ ４ ＠１６ ｔｍ。 ｌ
０ 引言
子磁 链 不 能 跟 随 定 子 电 压 突 变 ，进 而 在 定 子 侧 产 生 暂态 磁 链 的 直 流 分 量 ，此 电流 直 流 分 量 切 割 旋
由于 风 能 的特 殊 性 以及 风 力 发 电装 机 容 量 的 转 的转 子 绕 组 ，在 转 子 侧 感 生 出 较 大 的 过 电 流 和 不 断 扩 大 ，风 电 并 网后 对 电 网 造 成 的影 响 越 来 越 过 电压 ；同时 ，转 子 侧 突 生 的 大 量 能 量 流 经 转 子 突 出 ，并 产 生 了 一 系 列 典 型 的 风 电 并 网 问 题 …。
方 面 ，正是 由 于 变 频 器 容 量 较 小 ，使 其 对 电 网 故 但 未 给 出具 体 控 制 方 式 及 效 果 。文 献 ［ ］ 采 用 １ １ 障 非 常 敏 感 ， 自 身 难 以 实 现 低 电 压 运 行 。 由 于
Ｄ Ｉ 定 子 直 接 和 电 网相 连 ， 当 电 网 发 生 故 障 时 ， ＦＧ
Ｄ Ｉ （ 馈 式 感 应 风 力 发 电机 ） 以其 变 流 器 穿 越 运行 。 ＦＧ 双 。 ’ 。针对 现 在 多 种 适 合 与 Ｄ Ｉ 的 撬 棒 ＦＧ 容 量 较 小 、有 功 和 无 功 可 独 立 解 耦 控 制 等 特 点 在 兆 瓦 级 风 电机 组 中得 到 广 泛 研 究 和应 用 。另 一 绍 了 Ｄ Ｉ 相 关 保 护 控 制 策 略 和 新 型 旁 路 系 统 ， ＦＧ
杨 普 ，孙 丽玲 ，吴 娜
（ 华北 电力大学 电气与电子工程 学院 ，河北 保定 ０ １０ ） ７０ ３ 摘 要 ：在基 于双馈 电机 的并网风 力发 电系统 中，一般采用 附加转子侧撬 棒电路 的方法来实现低 电压 过渡。 当电网电压发 生严重短暂跌 落故 障时，可以同时附加 直流侧卸荷 电路 以更好地 实现 低 电压 穿越。为 实现 低 电压运行 ，橇棒 电阻值 的选取 至关重要 。在考虑最 大转子故障 电流和直流母 线钳位 效应 的双 重因素下 ， 给 出 了双馈式风 电机组撬棒保 护 电阻取值 约束式 ，并讨论 了 Ｄ Ｉ 附加 两种保 护 电路后具体 的低 电压 穿 ＦＧ 越控制 策略 。对 ２ Ｗ ＦＧ风 力发 电 系统进行仿真 ，结 果表 明 ，在选择合适 的保 护 电阻基础 上 ，通过对 Ｍ ＤＩ