基于dfig风电场联合保护低电压穿越研究

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1、研究与开发基于DFIG风电场联合保护的低电压穿越研究黄晶朱武(上海电力学院，上海200000)摘要本文首先介绍了我国风电场接入电力系统技术规定关于低电压穿越的具体要求。针对撬棒保护技术(Crowbar)装置并不能有效的保护直流母线的不足，提出了一种协调Crowbar及直流卸荷电路的方案，并利用STATCOM(staticsynchronouscompensator)为风电场提供无功功率，双馈风力发电系统从而实现低电压穿越。研究结果表明，适当增加Crowbar旁路电阻，能更有效地限制转子电流，然而，旁路电路选择过大之后其效果不仅并不太明显，反而会导致直流母线过电压。所提出的交直流联合保护的方案

2、能兼顾转子过电流及直流母线过电压问题，并有助于并网点电压的快速恢复。关键词：低电压穿越；双馈；撬棒；STATOM；直流卸荷电路StudyonLowVoltageRideThroughforDFIG-basedWindFarmbasedonCombinedProtectionHuangJingZhuWu(ShanghaiUniversityofElectricPower，Shanghai200000)AbstractThispaperintroducetechnicalruleforconnectingwindfarmtopowersystemofourcountry．Then，thispap

3、erproposesacoordinationstrategyforCrowbarandDC-chopperbasedthedoublyfedinductiongenerator(DFIG)enhancethelow-voltageride-through(LVRT)capabilit~andinvestigatestheapplicationofastaticsynchronouscompensator(STATCOM)toprovidereactivepowerforthewindfarmduringgridfaults．Theresearchresultshowsthat，thesup

4、pressioneffectofrotorcurrentwillbebetterwithmorebypassresistanceoftheCrowbar．Howeve~ifthebypassresistorisselectedtoolarge，itwillcausetheDCbusovervoltageandthechancesofCrowbaract．TheproposedLVRTprotectionschemesnotonlysuppresstherotorcurentandDCbusvoltage，butalsocontributetotherecoveryofthefaultpoin

5、tvoltage．Keywords：LVRT；DFIG；crowbar；STATC0M；DC-chopper近年来，双馈风力发电机(DFIG)凭借其可变一般为1／3额定容量，对DFIG系统提供的控制能力有速运行、电机造价低、发电效率高以及有功和无功限，抗电网电压扰动能力不强。因此电网发生故障功率可独立调节等诸多优点，占据了国际最主要的时，必须关注故障引起的转子过电流以及随之而来市场⋯。DFIG机组定子侧与电网直接相连，对电网的直流母线过电压l4]。为了改进DFIG风电机组在故电压波动非常的敏感，并且随着基于DFIG风电机障下不脱网运行，不少学者提出了不少改进控制策组的风电场容量的逐年增大，其

6、对电网的影响已不略，文献[5．6]通过改进的内外环PI控制策略，通过可忽视。为了保证电网稳定，世界风电各国均要求引入前馈补偿的防止，实现风电场低电压穿越，这DFIG风电机组具备低电压穿越(LVRT)的能力_2J。种方法局限于电压跌落较轻的情况，并且其控制效中国制定的《风电场接入电力系统技术规定》(GB／T果受到变流器容量的限制；文献[7．8]采用定子磁链19963—2011)已于2012年6月正式实施L3j。因此去磁法等，这类方法的优点是不仅能应对三相对称相关研究也成为热点。故障，并且对不对称故障也能起到有效的作用。然系统发生故障时，由于DFIG变流器容量较小，而这些方法往往算法比较复杂，增

7、加了在工程的实34I嘲_一l魂求2015年第9期研究与开发现难度。目前，行之有效的办法大多需要在转子侧2LVRT技术方案加入撬棒保护(Crowbar)电路[9-10J，也是GE，ABB本文采用的是双馈异步风力发电系统(DFIG)，等风机制造商普遍采用的方法，从而确保励磁变流如图2所示，风力机通过一个多级齿轮箱连接到风器的运行安全，并能加快故障电流及定子暂态磁链力机。DFIG的定子侧通过一个升压变压器直接连接的