双馈风力发电系统网侧低电压穿越控制策略研究

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1、学兔兔www.xuetutu.com《自动化与仪器仪表》2012年第1期(总第159期)双馈风力发电系统网侧低电压穿越控制策略研究姜香菊，刘二林。(兰州交通大学自动化与电气工程学院甘肃兰州，730070)(z兰州交通大学机电工程学院甘肃兰州，730070)摘要：电网电压跌落是电网常见的故障之一，其会为风电机组的安全持续运行和维持电网的稳定埋下极大的安全隐患。为了解决此问题，论文简述了风力发电机组网侧变流器实现低电压穿越的现实技术方案，分析了电嘲电压跌落时直流母线电压波动机理，改进了网侧变流器实现低电压穿越的技术方案一前馈控制策略。仿真表明，文中

2、设计的改进方案相较传统方案能减小了直流母线电压的波动，能使系统迅速恢复稳态。关键词：风力发电；网侧变流器；低电压穿越；控制策略Abstract：Thevoltagedipisakindofcommonfaultinpowergrid,whichisahugesecurityhiddenandthreatsthestablerunningofthewindpowersystemand皿idvoltagestability．Inordertosolvethisproblem,Inordertosolvethisproblem,thepaperint

3、roducesthepracticaltechnicalschemeoflow-voltageridethroughaboutthegrid-sideconverterofwindpowergenerator,andanalyzesthecauseofDCbusvoltagefluctuation．Thentheschemeoflow．voltageridethrough．thefeedforwardcontrolstrategy．aredesigned．Simulationresultsshowthattheimprovedschemedes

4、ignedcanreducetheDCbusvoltagefluctuation，andenablesthesystemtoquicklyrestorehomeostasis．Keywords：Windpower；Grid-sideconverter；LVRT：Controlstrategy中图分类号：TP393文献标识码：A文章编号：1O01-9227(2012)01-0011-030引言母线电压产生较大波动，增强了整个系统的稳定性，使控通常情下，当电嘲电压发生跌落时，会引起风力发制系统稳态时对负载大范围的扰动和电网电压波动都具电机组定了端电

5、压下降，同时定予过电流，因为定转了问有较强的抗干扰能力。的强耦合关系，也会导致转了侧过电流、过电压。若电压跌落比较严重，还町能导致变流器电力电子器件的损坏。2电网电压跌落时直流母线电压波动机理双PWi变流器主电路拓扑结构如图1所示。1风力发电系统实现低电压穿越技术方案网侧变流器完成LvRT的方案主要有¨：①在直流侧下下。T太．7安装蓄电池、飞轮等储能装置。当电网电压波动或者负载“扰动时，系统通过储能装置对直流母线电压进行调节，吸f’JjIIfIdgb1．I=(}广———_-一：收或释放一一定的功率，保持直流母线电压的稳定。这种装l—l}__置的

6、缺点是结构复杂、造价高。②直流侧带有卸载电阻，l‘木l／I}～I~、一这种卸绒电阻也可以使直流母线电压保持稳定。⑧增大直流侧电容。为了抑制瞬态时直流母线电压的波动，可以在直流侧增加大容量的电容，该方法不仅可以减少直流母线图1双PWM变流器主电路拓扑结构图电压的波动，而且使整流桥和逆变桥的控制系统相互解耦，系统简单容易控制。这种策略的缺点是由于受各种条图1中L1、Uu是三相电网电压通过变流器后的二件的限制，直流侧电容不可能无限大，直流侧增加大电次侧相电压，uUu分别是转子三相绕组反电动L、容，动态响应慢，系统体积大，寿命低。④优化前馈控制R分别是

7、交流进线电抗器电感和电5且．L、R分别是转子单策略。当电网电压发生跌落时，网侧变流器同时受到负载相绕组漏感和电阻；C是直流侧电容。两个PWM变流器通过和电电压两方扰动。根据输入输出之间功率平衡关直流链相连接，直流侧母线电压的稳定靠滤波电容C来实系，设计新的前馈控制策略，使前馈信号包含有负载扰动现。和电网电压波动信息。当负载扰动或者电网电压波动时，在电网短路故障过程中准确控制网侧变流器与转子都能快速给定相应的电流环参考指令，通过快速调节交流侧变流器是实现双馈感应发电机不脱网运行的关键所在，侧进线电流，使得系统功率半衡得以维持，从而避免直流当电网发

8、生短路故障时转子侧变流器能够输出足够的励收稿日期：20i卜10—15磁电压是有效实现双馈感应风力发电机不脱网运行的前作者简介：姜香菊(1979一)，女