基于联合仿真双馈风力发电机三相对称故障下暂态特性分析

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1、第42卷第6期华北电力大学学报Vo1．42．No．62015年11月JournalofNoahChinaElectricPowerUniversityNOV．，2015doi：10．3969／j．ISSN．1007—2691．2015．06．08基于联合仿真的双馈风力发电机三相对称故障下暂态特性的分析王艾萌，舒思婉(华北电力大学电气与电子工程学院，河北保定071003)摘要：由于双馈电机的特殊拓扑结构，其故障下的暂态特性十分复杂，而一般分析其低电压特性的文章均简化其双馈电机模型或在单一软件中模拟故障下暂态过渡过程。利用Ansof

2、t．Maxwel1．Matlab—simulink和Ansoft．Simplorer三个软件的协同仿真，分析了双馈电机在三相对称故障下的暂态特性。首先，在双馈电机的稳态数学模型基础上，分析了双馈电机在三相对称故障下各物理量之间的变化过程及相互影响。其次，搭建了电机有限元模型、控制器及外电路模型，最后分析了联合仿真的运行结果，得到的结论与之前的理论分析相吻合。关键词：双馈电机；联合仿真；三相对称故障；有限元；暂态特性中图分类号：TM614文献标识码：A文章编号：1007—2691(2015)06—0050—07Performanc

3、eAnalysisofDFIGUnderThree-phaseVoltageFaultBasedonCoupledSimulationWANGAimeng，SHUSiwan(SchoolofElectricalandElectronicEngineering，NoahChinaElectricPowerUniversity，Baoding071003，China)Abstract：TheperformanceofDoulyFedInductionGenerator(DFIG)systemundergridvoltagefault

4、isverycomplex，duetoitsspecialtopologicalstructure．However，intheusualanalysisofDFIG’Scharacteristicsunderfault，eitherthemotormodelissimplifiedoronlyonesoftwareisemployedtosimulatethechangingprocess．Inordertoobjectivelyana·lyzethewholeprocessofDFIGundergridfault，thispa

5、perproposesacoupledsimulationwhichcombinesthefollowingthreesoftwares：Ansofl—Maxwel1．Matlab-SimulinkandAnsoft—Simplorer．Theinteractionbetweenvariousphysicalquantitiesandtheirchangeprocessesunderthree—phasevoltagefaultareanalyzedbasedonthemathematicalmodelofDFIGinitsno

6、rmaloperation．Then1．5MWfiniteelementmodel，controllerandeachpartofthecoupledsimulationareestablished．Finally，thecoupledsimulationresultsareanalyzed，whichjustifythetheoreticalanalysisperfectly．Keywords：DFIG；coupledsimulation；three·phasevoltagefault；finiteelementmodel；t

7、ransientperformance系统中，双馈电机由于其调速范围宽，可以调节有0引言功无功功率控制电能质量以及所需励磁容量小等优势被广泛应用。随着双馈电机在电力系统中近几年，风电一直保持着世界增长最快的能的所占容量越来越高，电力部门对双馈电机的低源地位。2014年全球风机新增容量已经达到电压穿越(LVRT)能力有了明确规定。51477MW，年新增量高达44％⋯。在风力发电双馈电机的定子直接与电网相连，这种拓扑结构使得双馈电机对电网故障十分敏感。为了提高收稿日期：2015-05-20．双馈电机的低电压穿越能力，目前已提出了各种

8、解基金项目：河北省自然科学基金资助项目(E2012502018)；教决方法：文献[3—4]采用撬棒保护(crowbarprotec—育部中央高校基本科研业务费专项资金项目(2014M$95)．第6期王艾萌，等：基于联合仿真的双馈风力发电机三相对称故障下暂态特性的