双馈风电机组低电压穿越实验平台设计

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1、第45卷第8期Vo1．45，No．82011年8月August2011双馈风电机组低电压穿越实验平台设计凌禹，程孟曾，蔡旭，曹云峰。(1．上海交通大学，风力发电研究中心，电子信息与电气工程学院，上海200240；2．山西大同大学，电气工程系，山西大同037003；3．上海交通大学，船舶海洋与建筑工程学院，上海200240)摘要：随着风电机组大规模地接入电网，给电网安全带来了极大挑战。因此，为了保障电网运行安全，新的电网导则要求接入电网的风电机组必须具有低电压穿越(LVRT)能力。在此为了研究和验证实现双馈机组LVRT能力．保证风机不间断并网运行，主要阐述了双馈风电机组LVRT实验平台的设计

2、和工作原理。最后基于设计的实验平台验证了双馈机组利用撬棒(Crowbar)实现IJVRT的能力。关键词：风力发电；双馈感应电机；低电压穿越中图分类号：TM614文献标识码：A文章编号：1000一lOOX(2011)08-0037-02TheDesignofExperimentalPlatformforLowVoltageRideThroughofWindTurbinewithDoubly．fedInductionGeneratorLINGYu。．．，CHENGMeng-zeng，CAIXu一，CAOYun-feng(1．Shanghai∞凡gUniversity，Shanghai20024

3、0，China)Abstract：Withthelargepenetrationofwindenergyinpowersystem，theinfluenceonthesystemstabilityhasre·ceivedmuchattention．Asaresult，newrequirementsthattheturbineisallowedtodisconnectduringvoltagedipshavebeenset．Thedesignofexperimentalplatformforlowvoltageridethrough(IRT)ofwindturbinewithdoubly—f

4、edin—ductiongenerator(DFIG)ispresented，andfinallyacaseisinvestigatedbasedontheexperimentalplatform．Keywords：windpowergeneration；doubly—fedinductiongenerator；lowvoltageridethroughFoundationProject：SuppmtedbyFundofShanghaiScienceandTechnologyCommission(No．09DZ1201303，10dz1203902)1引言风能是一种可靠、无限、可再生的电力

5、供应源，风电的大规模应用既能缓解能源危机，又能减轻常规能源使用带来的环境问题．从而减少二氧图1双馈机组并网运行结构框图化碳气体的排放。因此风电现已成为科研人员和为了保障电网运行安全．新的电网导则要求商业企业关注的焦点。然而。大规模风电接入电网接入电网的风电机组必须具有LVRT能力．意即却给电网运行带来了挑战。意即要想大规模的风当电网发生电压跌落时，风电机组必须不问断运电接入电网运行，风电机组必须具有LVRT能力。行，甚至能够支持电网电压恢复【31。事实上．所有风电机组都存在LVRT的问题，但双当发电机连接的电力系统发生三相短路故障馈机组最具挑战性【lJ。在此主要探讨双馈风电机时．如图1所示

6、的A点处发生短路故障，则会引组的LVRT能力及其实验平台的设计。起双馈机组出口端电压的跌落。这个电压跌落将2低电压穿越原理会引起电机转子绕组过电流，若该电流太大可能双馈机组因具有的较多优点『21目前己成为主损坏变换器：如果试图控制转子电流，则需要一个大的转子电压，同样可能造成变换器的损坏。通常流机型之一，其结构如图1虚线框所示。当电压跌落至15％额定电压时．转子电流将振荡到额定电流的3～4倍I4j。同时，如果不能有效地抑基金项目：上海市科学基金(09dz12Ol3O3，10dz1203902)制这种暂态电流，则与电机转子相连接的变换器定稿日期：2011—07—11作者简介：凌禹(1975一

7、)，男，山西阳高人，博士研究生，就会因为过电流而退出运行。此时，电机会因无法讲师，研究方向为风力发电。控制励磁电流而失去对电磁转矩的控制。之后发37第45卷第8期电力电子技术Vo1．45．No．820l1年8月PowerElectronicsAugust2011电机的转速会在短时间内快速加大，当达到风力速为1450r·min～。实验条件为定子电压跌落至发电机的转速极限时就会引发刹车系统工作而导75％．有功功率1．3kW，