双馈风电机组故障穿越技术实验研究

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1、第47卷第l0期电力电子技术Vo1．47，No．102013年1O月PowerElectronics0ctober2013双馈风电机组故障穿越技术实验研究凌禹一，高强，蔡旭(1．上海交通大学，风力发电研究中心，上海200240；2．山西大同大学，电气工程系，山西大同037003)摘要：随着风电机组大规模接入电网，给电网安全带来了极大挑战。新的电网导则要求接入电网的风电机组必须具有故障穿越能力。撬棒(Crowbar)保护是目前受到广泛关注的故障穿越技术之一。因此，这里先后分析了Crowbar保护实现双

2、馈机组故障穿越的原理、控制及其旁路电阻的确定。最后，通过实验平台验证了Crowbar保护在不同电压跌落故障情况下实现双馈机组故障穿越的有效性。关键词：风电机组；双馈电机；故障穿越中图分类号：TM3文献标识码：A文章编号：1000—100X(2013)10—0025—02ExperimentalStudyonFaultRide—throughofWindTurbineWithDoubly．fedInductionGeneratorLINGYu一，GA0Qiang，CAIXu(1．WindPowerRe

3、searchCenter，ShanghaiJiooe，Shanghai200240，China)Abstract：Withthelargepenetrationofwindenergyinpowersystem，theinfluenceonthesystemstabilityhasre-ceivedmuchattention．Asaresult，newrequirementsthattheturbineisallowedtodisconnectduringvoltagedipshavebeenset

4、．，I’}leanalysisofCrowbarcircuiteontrolforfaultride—throughofwindturbinewithdoubly-fedinductiongene—ratorispresented，andfinallystudycasesareinvestigatedbasedontheexperimentalplatform．Keywords：windturbine；doubly—fedinductiongenerator；faultride—throughFou

5、ndationProject：SupposedbyShanghaiScienceFound~ion(No．1ldz1200204)；NationalHighTechnologyResea—rchandDevelopmentProgram(No．2012AA050203)1引言两种不同的控制模式组成，正常模式和故障模式。当电压跌落较小时．机组正常控制模式下的控制按照新电网导则。当大规模风电接入电网时，策略就能保证转子故障电流在允许的范围内．而风电机组必须具有故障穿越能力[11。由于双馈机当电压跌落较大

6、时．就必须启动故障控制模式才组对电网扰动，尤其是电压跌落最敏感，所以其存能为转子侧故障电路提供旁路，达到限制过电流、在故障穿越的问题越严重。双馈风电机组因其自保护变流器的目的。身的优点【2]已成为目前主流机型之一。当发电机连接的电力系统发生三相短路故障时，会引起双馈机组机端电压跌落。这将会导致电机转子过电流，若该电流太大则可能损坏变换器。若试图控制转子电流．则需一个大的转子电压。同样可能造成变换器损坏【。因此，为减小故障时转Ic黜H控溪子过电流．需在转子回路并入电阻来旁路该电流[4】。即Crowba

7、r电路。这样就能确保风力发电机组不脱网运行，实现其故障穿越的目的。2Crowbar控制及其分析通常．转子电流和直流侧电压均可作为Crowbar按照图1所示，双馈风电机组的控制通常由电路的启动退出信号。一旦满足上述条件中的任何一个，就可封锁转子侧变换器．同时启动Crowbar基金项目：上海市科学基金(1ldz1200204)；国家高技术研究发展计划(863计划)(2012AA050203)电路以提供故障电流通路．从而抑制过电流和直定稿日期：2013—06—30流侧过电压。Crowbar电路退出运行可根

8、据一个固作者简介：凌禹(1975一)，男，山西阳高人，博士研究生，定时问值，也可采用其他的标准，例如出口电压幅讲师，研究方向为风力发电。值或转子电流和直流侧电压恢复正常的时刻。25第47卷第l0期电力电子技术Vo1．47，No．102013年l0月PowerElectronics0ctober20133Crowbar电路电阻值的确定4实验研究常用的Crowbar电路多采用如图2虚线框内双馈风电机组实验平台由直流电机模拟的风所示的拓扑。因此，如何确定该电路的旁路电阻成轮