電網故障下雙饋風力發(fā)電機控制策略研究.pdf

1、風力發(fā)電作為一種有效地將風能轉化為電能的技術，近年來受到越來越廣泛的重視與運用。隨著風電系統(tǒng)裝機容量的不斷增大，其對電網的影響也日益明顯。電力系統(tǒng)要求并網風力發(fā)電必須具有良好的電能質量及故障穿越能力。
　　本文以國家自然科學基金項目(51077034)和安徽省高校自然科學研究項目(2011AJZR0063)為依托，就目前風力發(fā)電市場上廣泛應用的變速恒頻(VSCF)雙饋感應風力發(fā)電機(DFIG)為對象進行了電網電壓故障穿越研究，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，得出了雙饋風力發(fā)電機在靜止三相坐標系及兩相同步旋轉坐標系下的數(shù)學方程，并分別構建了雙饋發(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)電機機側變流器矢量控制模型。為研究電網電壓故障情況下的雙饋發(fā)電機的控制提供了理論基礎。
　　2)電網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果，驗證了有源阻尼控制技術對雙饋發(fā)電機LVRT的有效性。作為改進的有源阻尼技術，研究了基于有源電感及有源阻抗的技術以抑制轉子側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，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，指出了不平衡電網對雙饋風力發(fā)電機的影響。詳細分析了采用雙dq同步旋轉坐標系下的不平衡控制技術的特點，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的雙饋風力發(fā)電機低電壓穿越實驗及不平衡電網電壓下電機控制實驗。較好地驗證了理論分析的正確性