双馈风力发电机低电压穿越转子动态过程分析

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1、第22卷第5期电力系统及其自动化学报Vo1．22NO．52010年1O月ProceedingsoftheCSU—EPSAOct．2O10双馈风力发电机低电压穿越转子动态过程分析黎芹，张兴，杨淑英，谢震(合肥工业大学电气与自动化工程学院，合肥230009)摘要：实现风力发电机组不间断运行的最关键问题是风电机组的低电压穿越能力，而双馈式风力发电机则为当今使用最广泛的变速恒频风力发电机之一，为了便于对双馈电机低电压穿越技术进行研究，根据双馈风力发电机的数学模型详细地分析了双馈发电机在电网电压跌落及电网电压在各种不同时刻恢复时的动态响应特性，计算出了电网电压跌落时转子侧电压的

2、瞬时最大值与电压恢复时转子侧电压瞬间的最大值与最小值，并在此分析的基础上给出了相关的仿真波形，从而为低电压穿越保护电路的参数设计及控制策略提供了理论依据。关键词：双馈电机；电压跌落；电压恢复；定子磁链；转子电压中图分类号：TM614；TM30l文献标志码：A文章编号：1003—8930(2010)05—0019—06DynamicBehaviorofDFIGRotorDuringLowVoltageRide—ThroughLIQin，ZHANGXing，YANGShu—ying，XIEZhen(SchoolofElectricalEngineeringandAutom

3、ation，HefeiUniversityofTechnology，Hefei230009，China)Abstract：Theabilityoflowvotageride—through(LVRT)isthekeyproblemtOrealizetheuninterruptedoper—ationforthewindpowergeneration．Doublyfedinductiongenerators(DFIG)isoneofthemostwidelyusedVSCFwindturbinestoday。inordertOstudytheLVRTtechnology

4、forDFIG．basedonthemathematicalmod—e1oftheDFIG，thispaperanalyzesthedynamicresponsecharacteristicsofvoltagedropandvoltagerecoverywithdifferentrecoverytimeofDFIGindetai1，calculatesOutthemaximuminstantaneousrotorvoltagewhenthevoltagedropandthemaximumandminimumrotorvoltagewhenvoltagerecovery

5、，andprovidesthesimula—tionwaveforms．ThestudyworkofthispaperprovidesatheoreticalbasisfordesigningcircuitparametersandcontrolstrategyforLVRTprotection．Keywords：DFIG(doublyfedinductiongenerators)；voltagedrop；voltagerecovery；statorflux；rotorvoltage随着风力发电容量、风电场规模越来越大，当术的研究难点和热点]。电网出现故障时，风力发电

6、机如果像过去一样与电为了便于风力发电系统低电压穿越技术的研网解列，而不能像常规能源那样在电网故障的情况究，目前，已有大量文献对电网发生跌落故障时系下对电网提供频率和电压的支撑，则可能导致严重统的暂态过程进行了研究_6：为了设计保护策的连锁反应，对电网的稳定运行造成严重影响。因略，文献E6]分析了电网电压跌落时转子过电流现此，随着风力发电装机容量的不断扩大，具有低电象；文献[7]也从提出保护策略的角度对电网电压压穿越能力(LVRT)已逐步成为风电场的必然要跌落时转子侧电压电流进行了相关分析；文献Es]求[1]。双馈风力发电机为使用最广泛的变速恒频风虽然详细的分析了电网电

7、压跌落时双馈电机的瞬力发电机之一，且由于其特殊的结构，使得双馈电态过程，但未对电网电压恢复时的动态过程进行研机的低电压穿越问题成为风力发电低电压穿越技究。由此可见，已有文献大都是针对各自所提出的收稿日期：2009—09—09；修回日期：2009—10—29基金项目：“十一五”国家科技支撑计划资助项目(2006BAA01A18)；高等学校博士学科点专项基金(200803591042)·20·电力系统及其自动化学报第22卷低电压保护策略对电网故障时的动态过程进行了转速度旋转的空间矢量，其幅值正比于定子电压。相关研究，而鲜有文献对电网电压跌落及电压恢复将式