双馈风力发电机组撬棒电路保护技术研究

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1、第45卷第8期电力电子技术Vo1．45．No．82011年8月PowerElectronicsAugust2011双馈风力发电机组撬棒电路保护技术的研究杜强，张惠娟，张同庆(河北工业大学，电磁场与电器可靠性省部共建国家重点实验室培育基地，天津300130)摘要：当电力系统电压出现跌落时．大容量风电场的切出会影响系统运行的稳定性，这就要求风电机组具备低电压穿越(LVRT)能力，以保证系统出现电压跌落时风电机组不问断并网运行。此处根据双馈风电机组LVRT原理对转子撬棒保护电路的控制策略及其投切时刻的整定进行了研究，推导出撬棒电阻的取值范围，对影响撬棒电路保护效果的各种因素进行了分析，并通过

2、仿真验证了结论的正确性。关键词：双馈感应发电机；电压跌落；低电压穿越；撬棒电路中图分类号：TM315文献标识码：A文章编号：1000-100X(2011)08—0048-03CrowbarCircuitProtectionTechnologyofDouble—FEDInductionGeneratorsDUQiang，ZHANGHui-juan，ZHANGTong—qing(HebeiUnwe~ayofTechnology，Tianj"in300130，China)Abstract：Whenthedvoltagedips，thelargecapacitywindfarm’Sresect

3、ionwillafectthedstability，SOitre—quiresthewindgeneratorsmusthaveLVRTabilitytoensurethemselvestokeepparalleloperatingcontinuouslywhenvoltagedips．AccordingtotheLVRTtechnology，thispaperresearchesonthecontrolstrategyofthecrowbarprotectioncircuitandthesettingmomentofthecrowbarcircuit，andderivestheval

4、uerangeoftheresistorinthecrowbarcir—cuitsandanalyzesotherfacto~thatinfluencethecrowbarprotectionefect．Finally，alltheconclusionsareverifiedbysimulationintheMatlab／Simulink．Keywords：doubly—fedinductiongenerator；voltagedips；lowvoltageridethrough；crowbarcircuitFoundationProject：SupportedbyScienceTec

5、hnologyResearchDevelopmentPlanofHebeiProvince(No．06547002D一3)l引言会感应出一个反作用磁场，以保持磁链不能突变。由于定子电阻和定子绕组漏感的存在，使得该直由于目前多数风机尚不具备LVRT能力，故流电流分量会以指数形式衰减直到磁链矢量幅障发生时，为保护机组安全和不影响电网电压恢值过渡到对应的低电压运行时的幅值为止。因此，复．一般选择切出风电机组。但由于风电有功出力定子磁链中的直流分量是导致LVRT技术难以实较多．故障发生时切出风机将使系统损失大量有现的根本原因由于DFIG转子转速及转差率较功出力．导致频率下降，甚至出现甩负荷的严

6、重事高．从而引起转子侧过电压。而且由于定子电阻和故⋯此处着重研究当电网电压出现大幅跌落时。绕组间漏感较小．定子磁链直流分量只能通过该双馈电机(DFIG)撬棒保护电路中电阻的取值范漏感耦合，导致定、转子侧过电流，转子侧也存在围和投切时机的整定，以及其他影响撬棒电路保磁链过渡过程，使其过电流更加严重。护效果的因素，为撬棒电路在LVRT技术中更好目前LVRT技术主要分为3种：改进控制策的应用奠定理论基础。略、添加撬棒保护电路以及修改拓扑结构。由于改2双馈风电机组LVRT原理进控制策略在电压严重跌落时效果较差。而修改拓扑结构会导致系统更加复杂【2】．因此目前主要当DFIG在额定电压下稳态运行时

7、，其定子磁研究添加撬棒保护电路，但其保护效果受多种因链矢量幅值恒定且以同步速旋转。当电网电压突素限制，特别是保护电阻值的确定和投切时机的然跌落时，磁链感应出一个直流电流分量，该电流选择影响整个保护装置的成败。基金项目：河北省科学技术研究与发展计划项目3电压跌落时DFIG的暂态分析(O6547oo2D一3)各种故障中，最严重的是机端三相对地短路。定稿日期：2011—06—21作者简介：杜强(1987一)，男，山东滕州人，硕士研究生，故障前，DFI