双馈感应风力发电系统低电压穿越控制策略研究与其分析

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1、第43卷第16期电力系统保护与控制V_01．43No．162015年8月l6日PowerSystemProtectionandControlAug．16，2015双馈感应风力发电系统低电压穿越控制策略研究及其分析赵霞，王倩，邵彬，何美华(西南交通大学电气工程学院，四川成都610031)摘要：基于双馈感应发电机(DFIG)J~力发电系统模型，通过分析电网电压跌落情况下的各种运行状况，提出在电网严重故障期间，采用ActiveCrowbar电路和直流侧卸荷电路保护变流器和避免直流侧电压过压。在电网故障恢复期间，Crowbar电路的再次投入使得系统无功需求增大。并在网侧变流器的功率容量范围内

2、，提出一种网侧变流器无功功率的控制策略来实现对电网无功支持，以助于电网故障恢复以及加快机端电压恢复。基于PSCAD／EMTDC平台建立了仿真系统模型并验证了该控制策略的有效性。该控制策略满足了风电机组并网的低电压穿越，有效提高了DFIG风电机组运行的可靠性。关键词：双馈电机；电压跌落；ActiveCrowbar；直流侧卸荷电路；无功支持LowvoltageridethroughcontrolstrategyanditsanalysisofdoublyfedinductiongeneratorZHA0Xia，WANGQian，SHAOBin，HEMeihua(SchoolofElect

3、ricalEngineering，SouthwestJiaotongUniversity,Chengdu610031，China)Abstract：Basedondoublefedinductiongenerator(DFIG)windpowersystemmodel，byanalyzingthegridvoltagedropundervariousoperationalperformance，thispaperproposestheuseofA~iveCrowbarCircuitandDC-chopperinordertoprotecttheconverterandavoidDC-

4、linkover-voltagesduringgridseriousfaults．Crowbarcircuitbeingintoagainmakesthedemandofthereactivepowerincreaseduringtherecoveryofthegridvoltage；grid—sideconverter(GSC)intherangeofpowercapacity,anewcontrolstrategyforGSCreactivepowerisproposedtoachievethereactivepowersupporttohelptherecoveryoftheg

5、ridfauRsandthestatorvoltage．SimulationsystemmodelisbuiltbyusingPSCAD／EMTDCandthevalidityoftheproposedcontrolstrategyisproved．Thecontrolstrategymeetslowvoltageridethrough(LVRT)ofDFIG,andefectivelyimprovesthereliabilityoftheDFIGoperation．Keywords：DFIG；voltagedips；ActiveCrowbar；DC-choppercircuit；r

6、eactivesupport中图分类号：TM614文献标识码：A文章编号：1674．3415(2015)16．0057—08学者提出了简单硬件保护与改进控制策略相结合的0引言LVRT实现方案，得到了工程界的广泛认可和采纳，随着风电容量不断增加，在电网电压跌落严重的文献【5】提出了一种新型的电阻串联电容式撬棒结构，情况下，风电机组会因自保而脱网，严重时导致电网但是该方法考虑到经济性，电容的选择也是个难题。崩溃，风力发电机的低电压穿越bowVoltagede文献[6—8】提出在母线电容器两侧并联卸荷电阻的“直Through，LVRT)~力是一个需要解决的问题。DFIG流Crowbar”方

7、式；文献[9]采用了撬棒电路和直流卸并网运行，定子绕组又直接挂网，当电网因故障出现荷电路结合实现LVRT，并提出一种无功策略，但由电压骤降时，定转子磁场的耦合作用，在转子侧会感于定子绕组侧电压无法随电网电压同步恢复，使得这应出较大的过电流和过电压，特别对变流器造成严重种无功策略在故障切除后无法向系统提供足够的无影响【JJ。许多学者对风电机组的控制策略和保护原理功功率加快机端电压恢复。文献[10付旨出网侧变流器进行了大量研究，电网电压轻微跌落的情况时，可以的