低电压穿越技术资料

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1、几种双馈式变速恒频风电机组低电压穿越技术对比分析13.1新型旁路系统［11_13］如图5所示，这种结构与传统的软启动装置类似，在双馈感应发电机定子侧与电网间串联反并可控硅电路。在正常运行时，这些可控硅全部导通，在电网电压跌落与恢复期间，转子侧可能出现的最人电流随电压跌落的幅度的增大而增大，为了承受电网故障电压大跌落所引起的的转子侧大电流冲击，转子侧励磁变流器选用电流等级较高的大功率igbt器件，这样来保证变流器在电网故障吋不与转子绕组断开时的安全。电网电压跌落再恢复时，转子侧最人电流可能会达到电压跌落前的几倍。因此，当电网电压跌落严重吋，为了避免电压冋升吋系

2、统在转子侧所产生的大电流，在电压冋升以前，将双馈感应发电机通过反并可控硅电路与电网脱网。脱网以后，转子励磁变流器重新励磁双馈感应发电机，电压一旦冋升到允许的范围之内，双馈感应发电机便能迅速地与电网达到同步。再通过开通反并可控硅电路使定子与电网连接。这样可以减小对igbt耐压、耐流的要求。对于短时间内能够接受大电流的igbt模块，可以减少双馈感应发电机的脱网运行吋间。转子侧人功率馈入直流侧会导致直流侧电容电压的升高，而直流侧的耐压等级依赖于直流侧电容的大小，因此直流侧设计crowbar电路，在直流侧安装电阻来作吸收电路，将直流侧电压限制在允许范围内。这种方式的

3、不足之处是：该方案需要增加系统的成本和控制的复杂性。考虑到定子故障电流屮的直流分量，需要可控硅器件能通过门极关断，这要求很大的门极负驱动电流，驱动电路太复杂。这里的可控硅串联电路如果采用穿透型igbt的话，igbt必须串联二极管。而采用非穿透型igbt的话，通态损耗会很大。理论上，如果利用接触器来代替可控硅开关的话，虽通态时无损耗，但断开动作时间太长。而且由于该方案在输电系统故障时发电机脱网运行，因此对电网恢复正常运行起不到积极的支持作用。3.2串联连接变流器通常双馈感应发电机的竹靠竹式励磁变流器采用如图6a）所示的与电网并联方式％16］,这意味着励磁变流器

4、能向电网注入或吸收电流。为了提高系统的低电压穿越能力，文献［17］提到了一种新的连接方式，即将变流器与电网进行串联连接，比如，变流器通过发电机定子端的串联变压器实现与电网串联连接，则双馈感应发电机定子端的电压为网侧电压和变流器输出的电压之和。这样便可以通过控制变流器的电压来控制定子磁链，有效的抑制由于电网电压跌落所造成的磁链振荡，从而阻止转子侧大电流的产生，减小系统受电网扰动的影响，达到强化电网的H的。但这种方式将增加系统许多成本，控制也比较复杂。4采用新的励磁控制策略从制造成本的角度出发，最佳的办法是不改变系统硬件结构，而是通过修改控制策略来达到相同的低电

5、压穿越效果：在电网故障时，使发电机能安全度越故障，同时变流器继续维持在安全工作状态。文献［18］利用数值仿真的方法对电网三相对称故障时发电机不脱网运行的励磁控制进行丫研究。研究结果表明，通过适当提高现有双馈感应发电机励磁控制器中pi调节器的比例和积分系数，能够在一定范围内维持电网故障吋发电机不脱网运行。然而该文献未对故障时发电机不脱网运行的范围进行详细地研究计算。该文献提出的方法仅适用于系统对称三相故障引起发电机母线电压轻微下降时保持发电机不脱网运行，当故障引起发电机母线电压严重下降吋，励磁变流器将出现过电压和过电流。文献［19］则利用硬性负反馈的方式补偿发

6、电机定子电压和磁链变化对有功、无功解耦控制性能的影响，该方案能够在一定程度上提高双馈感应发电机在输电系统故障时的运行特性，并能够在一定范围内限制发电机转子电流，保护转子励磁变流器。但该方案对转子电流的有效控制是在提高转子电压的前提下实现的，考虑到转子侧励磁变流器输出最人电压的限制，该方案仅适用于输电系统故障引起发电机电压轻度骤降的场合，对于引起发电机定子电压严重骤降的电网故障，该方案会由于转子侧励磁变流器无法提供足够高的励磁电压而失去对转子电流的控制。另外，文献［20］还建议充分利用发电机电网侧变流器在电网故障过程中对电网电压的支持作用，通过协调转子和电网侧

7、变流器的控制提高电网故障时发电机不脱网运行的控制效果。文献［27-32］提出丫一种灭磁保护原理。在理解电网短路故障时发电机的暂态物理过程的基础上，提出了电网短路故障吋双馈感应发电机不脱网运行的励磁控制策略。为保证故障期间双馈感应发电机励磁变频器安全运行，新的励磁控制策略针对故障过程屮发电机内部电磁变量的暂态特点，控制发电机转子电流产生的磁链（故障暂态吋该磁通只通过漏磁路径，是漏磁链）以抵消定子磁链中的“冇害”暂态直流分量对转子侧的影响。文献以仿真和小容量试验验证了该控制策略在电网对称故障下的正确性，并分析了各种因素对控制效果的影响。文献［32］对基于灭磁保护

8、原理的励磁策略进行的深入分析表明，故障前初始条件(定