基于转子串联独立电源的DFIG低电压穿越能力研究

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1、2014年1O月吉林电力Oct．2014第42卷第5期(总第234期)JilinElectricPowerVo1．42No．5(Ser．No．234)基于转子串联独立电源的DFIG低电压穿越能力研究ResearchofDFIGLVRTAbilityBasedonRotorandIndividualElectricSourceSeriesConnection李天成，韩晓锋，徐伟进(1．东北电力大学，吉林吉林132012；2．东北电力设计院，长春130021)摘要：针对以往电网故障时风力发电机易发生低电

2、压或其他某种干扰的问题，提出一种基于转子串联独立电源的双馈式异步发电机，包括与其机械连接的励磁机，与其转子及励磁机连接的变流器。励磁机用以保证变流器的电压稳定，变流器不直接连接到电网，从而可以使变流器在发生低电压事故期间连续工作。关键词：双馈式异步发电机；转子；串联；独立电源；励磁机；低电压穿越Abstract：Aimingattheproblemsforwindgeneratorsuchaslowvoltageorotherdisturbsduringpowergridfailure，aDFIGb

3、asedonrotorseriesconnectedwithindependentelectricsourcehasbeenproposed，whichincludesexciterwithmechanicalconnectionandconverterconnectedwithrotorandexciter．Theexciterisusedforstabilizingthevoltageofconverter．Theconverterdoesnotconnectintothegriddirectl

4、y，whichallowstheconvertertoruncontinuouslyduringlowvoltage．Keywords：DFIG；rotor；seriesconnection；independentelectricsource；exciter；LVRT中图分类号：TM614；TM712文献标志码：A文章编号：1009—5306(2014)05—0020—04在最近几年中，风力发电所占比重在各大电网组自身实现低电压穿越功能。文献[6]至ET]提出了显著增长，因此各大电网公司制定了有关风

5、力发电转子侧Crowbar的投入与切除控制策略以及投切机并人电网的规范，使电网发生低电压事件或其他时间对机组实现LVRT的影响。文献E8-1至ElO]分某种干扰时，风机从电网中断开以避免整个电网崩析了双馈式异步发电机的LVRT控制策略并提出溃。通常在双馈异步发电机(DFIG)系统中发生电网了根据桨距角控制提高LVRT能力的方法。故障时，过电流保护装置将变流器断开。这种保护不然而，上述文献中提出的解决方案都有一个共足以保护系统，这是由于转子电流流经变流器二极同的缺点：所有解决方案都是基于直接连接到电网

6、管并到达直流母线电路，从而导致直流母线过电压，的电力电子变流器。当电网发生故障时，变流器的功该过电压可能损坏变流器元件。由于这个原因，转子能将被限制，将在低电压的情况下运行，因此减弱了被短路，定子从电网断开。然而风力发电的迅速发展其能量疏散能力。在诸如此类的解决方案中，发生在促进电网公司建立新的规范章程，因此风力发电必电网中的每种干扰或波动都将直接影响网侧变流须适应这些新的要求。这些要求集中于两个要点：风器，因而在电网故障时发电机的性能未被完全优化。力发电机必须具有低电压穿越(LVRT)能力以及风本

7、文提出了一种基于发电机转子串联励磁机的力发电机对电网稳定性的影响。双馈式异步发电机，因为不存在直接连接到电网的不同类型的风机可以采用不同的措施和技术来电力电子部件，所以在电网故障期间风力发电机的实现其低电压穿越。文献[1]至E5-1分别叙述了直驱性能得以优化，具有励磁机的系统保证了励磁机侧式永磁发电机机和双馈式异步发电机的实现低电压的变流器总是以稳定的电压工作。穿越的方法，其中双馈式异步发电机组可以根据机收稿日期：2014—08—27作者简介：李天成(1989)，男，硕士研究生，主要从事风电并网技术

8、方面研究。·2O·2014年lO月Jil吉inE林lectri电cPo力wer—Oet．2014第42卷第5期(总第234期)Vo1．42No．5(Ser．No．234)1双馈式异步发电机的结构和机理1．2基于转子串联励磁机的双馈式异步发电机的工作原理1．1基于转子串联励磁机的双馈式异步发电机的基于转子串联励磁机的双馈式异步发电机的等结构效电路图见图2。该等效电路图包括定子电阻R、转基于转子串联励磁机的双馈式异步发电机的结子电阻R、定子电抗L、转子电抗L，、励磁机(磁