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1、变速恒频双馈异步风力发电系统两种低电压穿越技术摘要：随着以变速恒频（VSCF）双馈异步发电机（DFIG）为主体的大型风力发电机组在电网中所占比例的快速提高，电力系统对并网风力发电机在外部电网故障、特别是电网电压骤降故障下的不间断运行能力提出了更高的要求。为了减小双馈风力发电系统受电网电压跌落的影响,提出了一种改进的双馈发电机矢量控制方法。该方法在设计转子电流控制器时考虑了定子磁链的动态变化过程,加入了相应的前馈补偿项。。从低电压事件对双馈风电机组的影响开始说明,提出了基于软件控制的软穿越功能和基于硬件实现LVRT
2、的控制方式,并对其进行了详细的解释说明。OverviewofTwoKindsofLowVoltageRide-ThroughTechnologyforVariableSpeedConstantFrequencyDoublyFedWindPowerGenerationSystemsAbstractAsthewindpowerpenetrationfromlargescalewindturbines,whicharebasedonvariablespeedconstantfrequency(VSCF)doublyfe
3、dinductiongenerators(DFIG),hasbeenincreasingrapidlyinthetransmissionsystem,thegridcodesforgridconnectedwindturbinesevolvecontinuouslyanddemandthatthewindpowergeneratorhastoridethroughthegridfaults,especiallythegridvoltagedips,Animprovedvectorcontrolstrategyof
4、doubly-fedinductiongenerator(DFIG)wasproposedtoreducetheimpactofDFIGbasedwindturbinesystemcausedbygridvoltagedips.Thedynamicsofthestatorfluxisconsideredwhendesigningtherotorcurrentcontroller,withaddingfeedforwardcompensationtermscorrespondedtoit.Thisarticlebe
5、gintoexplaintheinfluenceofLVRTfordouble-fedwindturbine,thenputforwardSRTcontrolsystemmethodandusingsomehardwaretoachieveLVRT.Thearticlealsoexplainstwocontrolmethodsindetails.关键词：双馈异步发电机低电压穿越变速恒频软件控制1引言在过去的10年中，全世界的风力发电产业以年均28%的速度快速增长，成为发展最快的可再生能源。在各种类型的风力发电机组
6、中，变速恒频双馈异步发电机（DFIG）以其调速范围宽、有功和无功功率可独立调节以及所需励磁变频器容量较小等优点，迅速取代传统的恒速恒频笼型异步发电机组，成为国际主流风电机组产品，占据大部分市场份额。DFIG风电机组的特征是定子直接并网，并通过励磁变频器控制转子电流的频率、相位和幅值来间接调节定子侧的输出功率。这种结构不能分离DFIG与电网之间的联系，导致机组对电网故障非常敏感，而且在故障情况下小功率变频器对DFIG的控制能力也受到限制。随着DFIG风电机组在电力系统中所占容量的快速提高，发电机与局部电网之间的相互
7、影响也越来越大，必须将风力发电机与电网作为一个整体来实施运行控制。为此，电力公司及电网运营商纷纷提出了风力发电设备的并网规范[3]，并且从维持电力系统稳定的角度出发，要求风电机组在电网电压跌落时能够保持不脱网运行，即要求DFIG风电机组具备低电压穿越（LVRT）能力。目前，对电网电压跌落故障下DFIG机组的行为特性及提高其LVRT能力的研究，已成为国内外风电技术研究的热点问题[3-12]。本文首先分析了电网电压骤降故障下DFIG的瞬态特性，指出了电压骤降故障对DFIG机组的危害，继而提出了DFIG低电压穿越运行的
8、控制目标，然后对各种适合于DFIG风力发电系统的低电压穿越技术进行了综述，分析其优缺点，最后预测了DFIG风电系统低电压穿越技术的优化方向和发展趋势。2双馈发电机的模型本文采用了双馈发电机的5阶模型,其dq旋转坐标系下的数学模型为式中:,，和分别为定转子d,q轴电压;isd,isq,ird,irq分别为定转子d,q轴电流;Rs和Ls分别为定子的电阻和电感;Rr和Lr分别为
