低电压穿越仿真分析

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1、双馈风力发电机低电压穿越研究陈达翁德明梁世民金希龙(台州电业局输电运检工区，浙江临海317000)摘耍：低电压穿越已经成为双馈风机人规模并网的一个瓶颈。本文首先分析了电网电压骤降对双馈风机产生的影响，并提出了将双馈风机直流侧电容通过双向并联的二极管与太阳能发电站直接相连，以提窩双馈风机低电压穿越的能力，进而增强电网电压的稳定性。关键词：双馈风机；低电压穿越；双向并联二极管；稳定性LowVoltageRide-ThroughTechnologyonDFIGCHENDaWengDe-mingLiangShi-minJinXi-long(TaizhouElectricPowerBureau,T

2、ransmissionOperationandMaintenanceWorkArea,LinHai317000,China)ABSTRAC:LowV（）ltageRide-ThroughTechnologyhasbecomeabottleneckforDFIGinlargescaleconnectedwithgrid.TheimpactofgridvoltagedipsonDFIGisanalyzedinthispaper.TheDCsidecapacitorofDFIGconnectedwiththesolarpowerstationdirectlythroughatwo-waypar

3、alleldiodesisproposed.TheabilityoflowvoltageRide-ThroughTechnologyforDFIGisimproved.Thestabilityofpowersystemvoltageisenhanced・Keywords：DFIG；LowV（）ltageRide-Through；twowayparalleldiodes;stability;0引言随着能源消耗的日益增长和环境的不断恶化，世界各国把可再生无污染的新型清洁能源作为可持续发展的重点。风能是一种取Z不尽、无污染、具有大规模开发利用前景的能源。而风力发电是新能源屮技术最成熟、最具规模

4、开发条件和商业化发展前景的发电方式之一A役双馈风机在风力发电中得到广泛应用主要因为风力发电机能通过控制转子侧励磁、相位、幅值的控制來实现双馈风机的变速恒频，同时能够对双馈风机有功、无功的输出进行有效控制，从而进一步增强电网的稳定性。但双馈风机的控制系统受电网电压波动的蹈响较大。当电网电压降低吋双馈风机不能对其输出的有功、无功进行冇效控制，使得电网电压情况进一步恶化。严重时将会导致整个风电场拖网,造成局部电网瘫痪。因此低电压穿越已经成为风力发电大规模并网的瓶颈。口前采用的低迫压穿越的主要方法有:直流侧Crowbar.变桨距等方法。直流侧Crowbar是利用电阻将直流电容的能最消耗掉。其缺点

5、是当电网电压波动引起直流电容电压降低时不能维持电容电压的稳定性。变浆距的缺点主要是；当电网动荡吋，需耍额外的储备电源对变浆距装置进行启动。本文提出了采用DFTG风电机组的直流电容侧与太阳能发电站相结合的方式来提高风力发电机组低电压穿越的能力，以达到双馈风力发电机组大规模并网的目的「皿。1、双馈风力发电机的数学模型图1双馈风力发电机组双馈风力发电系统的结构示意图如图1所示，其等值电路图如图2。图中下标s、厂和g分别表示发电机定了侧、发电机转了侧和GSC交流侧的参数，上标$表示该矢量是在静止朋标系下的矢量。3AP咼彊―上订工+仏］2S厶LsT可见，通过控制转了电流0和irg可以实现对定子绕组

6、有功功率和无功功率的解耦控制。而对转子电流叮和爲的控制是通过RSC输岀电压％和％的控制间接实现的。1.2GSC数学模型在同步旋转世标系，d轴以电网电压定向，则1.1RSC数学模型在同步旋转朋标系下，当d轴定向于定子电GSC交流侧的数学模型可表示为压时，电机的电压方程可表示为：匕二&厶+警+加"$at匕=尺人+警1+八5一©)几at(1)其中:0—厶^r=LrIr+LmIs稳态运行条件下，忽略定子电阻，匕〃=匕=_叱凡=0=乙将(4)代入(3),可得Li,d=_于旳z7厶3丄£L：将(5)和(3)代入(2),整理得到转了电流的状态方程山(1)可得⑷&•11口力Z■也+©人厂疋％+z■坨%代

7、.・1厂％一％一厂％忽略Rg和变频器上的功率损耗，GSC交直流侧的有功功率平衡，即G警+JIdt丿dt3P艸=^E心=%由式⑼可得2、电网电压骤降对双馈风机的影响分析(10)dird.1-;±=--J-zrdr+CO.l+Vrd+cltLrayuprq/_.厶O%一R「i.1dtL,.(yrqslip1rd,JqLra屮5lip=叫一©•为转并角速度,◎lipI"y0厶厶o'按照定了短路故障下的电机瞬态分析方法，将式(3)代入式(2