基于PSCAD的双馈风力发电系统低电压穿越仿真研究.pdf

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1、·信息技术·胡兆网，等·基于PSCAD的双馈风力发电系统低电压穿越仿真研究基于PSCAD的双馈风力发电系统低电压穿越仿真研究胡兆网，王宏华(河海大学能源与电气学院，江苏南京211100)摘要：针对双馈风力发电系统低电压穿越(LVRT)中定转子过电流问题，在电网低电压故障时选择主动式转子Crowbar保护电路旁路转子变流器限制转子变流器电流。基于PSCAD／EMTDC建立了双馈风力机组的仿真模型并在电网三相对称低电压故障下进行了仿真分析，仿真结果验证了主动式转子Crowbar保护电路实现LVRT的有效性。关键词：双馈风力发电机；低电压穿越；Crowbar电路；PSCAD中图分类号：TM614；

2、TP391．9文献标志码：A文章编号：1671-5276(2012)02-0106-04ResearchonLowVoltageRidethroughofDoubl—fedWindInductionGeneratorBasedonPSCADHUZhao—wang，WANGHong—hua(CollegeofEnergyandElectricalEngineering，HohaiUniversity，Nanjing211100，China)Abstract：Tolimitthecurrentinstatorandrotorcircuitisakeytechnologyforthelow-vol

3、tageridethrough(LVRT)ofthedouble—fedwindpowergeneratingsystem．Anactiverotorcrowbarcircuitisusedforlimitingtheovercurrentintherotor．ThispaperusesDFIGtoestablish．asimulationmodelforthewindpowersystemandcarriesoutsimulationanalysisbasedonPSCAD／EMTDC．Thesimu·lationresultsshowthattheactiverotorcrowbarci

4、rcuitfortheLVRTofthewindpowersystemisefective．Keywords：doublyfedinductiongenerator；low—voltageridethrough；crowbarcircuit；PSCAD落幅度大，单纯靠控制策略的改进难以实现DFIG风电机0引言组的LVRT。有鉴于此，一些风电大公司采用了主动式转子Crowbar电路技术提高DFIG风电机组的LVRT能力，随着风电机组装机容量不断增大，风力发电系统对现存使其转子变流器避开过电流冲击，对转子变流器进行有效电网稳定性的影响成为倍受关注的课题，其中热点之一是研保护，实现风电机组不脱网运

5、行⋯。究电网电压瞬间跌落情况下风电机组对电力系统的影响。当电网电压降低到一定值时，若风力发电机组自动脱网，这1双馈风力发电系统结构及工作原理在风力发电所占比例不高的电网中是可以接受的，但对于风力发电容量较大的电力系统，风力发电机组的离网会造成电DFIG的转子侧通过集电环和电刷加入交流励磁，既网电压和频率的崩溃，因此，接入电网的大容量风电机组能可输人电能也可输出电能。图1为双馈风力发电系统结够在电网故障下不间断并网运行十分重要。为了使风力发构示意图，其中，DFIG的定子通过变压器直接与电网相电机组在电网电压瞬间跌落时仍能保持并网，这就要求风力连，转子绕组通过背靠背的功率变换器与电网相连，通过发

6、电机组具有一定的低电压穿越(LVRT)能力。控制转子励磁电流的幅值、频率、相位实现并网发电。基于变流器控制技术的大容量双馈感应发电机(DFIG)风电机组是目前风电场中的主流机型。由于DFIG定子直接与电网相联，当电网发生故障时会引起机—————端电压跌落造成其定子电流增加，进而导致转子电流急剧——上升，危及其转子侧变流器安全，若DFIG风电机组因此——而脱离电网，将不利于电网的安全稳定运行。转子电路中风的Crowbar(保护)电路是使DFIG风电机组具备LVRT能——力的关键，其在电网电压故障时可有效对变流器进行保——护，且可向电网发出无功功率，使电网电压迅速恢复正常。———_．——目前，L

7、VRT的研究方向主要集中于先进控制策略和增加硬件辅助电路的研究。然而，当系统故障严重时，电压跌图1双馈风力发电系统结构图作者简介：胡兆网(1986一)，男，江苏淮安人，河海大学硕士研究生，主要研究方向为新能源发电系统的控制。·106·http：／／ZZHD．chinajourna1．net．cnE—mail：ZZHD@chainajouma1．net．cn《机械制造与自动化》·信息技术·胡兆网，等·基于PSC