基于crowbar双馈风力发电低电压穿越研究

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1、第45卷第8期电力电子技术Vo1．45，No．82011年8月PowerElectronicsAugust2011基于Crowbar的双馈风力发电低电压穿越研究秦原伟，刘爽(上海交通大学，电气工程系，上海200240)摘要：随着风力发电机容量和风电规模的增加，要求双馈感应发电机(DFIG)能够实现低电压穿越(LVRT)能力。在电网电压跌落的对称故障下，针对原有LvRT技术的不足．提出一种采用主动式Crowbar电路的控制策略。在电压跌落后，转子电流突升时，触发Crowbar电路，旁路转子侧变换器：在电流恢复到⋯定程度时，断开C

2、rowbar电路，使转子侧变换器投入工作。通过有、无Crowbar电路仿真对比表明，该方法可较好地控制转子过电流、母线过电压及电磁转矩的振荡，同时在故障期间向系统输送无功，达到LVRT的要求。关键词：风力发电：双馈感应发电机：低电压穿越中图分类号：TM614文献标识码：A文章编号：1000一IOOX(2011)08—0051—03Doubly-fedInductionGeneratorLowVoltageRideThroughBasedonCrowbarCircuitQINYuan·wei，LIUShuang(Shanghai

3、∞Univers，Shanghai2~240，China)Abstract：Withthedevelopmentofwindpowergeneratorcapacityandwindpowersystem，itisrequiredthatdoubly—fedinductiongenerator(DFIG)hastheabilityoflowvoltageridethrough(LVRT)．Atthesymmetricfaultofvoltagedip，consideringthedisadvantagesofexistingL

4、VRTtechnologies．anactiveCrowbarcontrolstrategyisproposed．Afterthevoltagedip，therotorcurrentincreasessharply，triggeringtheCrowbarcircuit，shortcircuittherotorsideconverter(RSC)．Whenthecurrentrecoverstosomevalue，cutoftheCrowbar，toshifttheRSCintonodalwork．Thecompar—ison

5、ofsimulationresultswithCrowbarandwithoutitshows，thismethodcandoabettercontrolofrotorovercurrent，busovervohageandtorqueoscillation；itcanalsoprovidepassivepowertogridduringthefault．Sothismethodsatis-tiestherequirementsofLVRT．Keywords：windpowergeneration；doubly—fedindu

6、ctiongenerator；lowvoltageridethroughl引言LvRT的方法中，一种是仅改进控制策略，要通过控制变频器来实现LVRT，只适用于电压小值电网故障时，DFIG机端电压上升．造成定子跌落的情况；另一种是增加硬件。文献[1】提出增电流上升，磁通下降。感应出的转子电流幅值可达加定子侧并网开关，在电网电压下降时，利用定子额定电流的2～5倍。若不能有效抑制此电流，转并网开关将定子从电网中暂时切除，当电压恢复到子侧变换器会因过电流而退出运行。由于无法控一定程度时，重新并网；文献f2]指出，在转子侧变制电磁转矩，

7、转速急剧上升．当转速达到极限时就换器上加装Crowbar电路是现在最常用的方式，会引发刹车系统工作，导致电机退出运行。分为被动式和主动式Crowbar，前者采用晶闸管，若让大规模风电机组都从电网退出运行，就后者采用IGBT等可关断元件；文献[3】给出一种会失去对电网电压的支撑能力．甚至导致严重的连主动式Crowbar控制策略，对电压降到0．2pu的情锁反应，影响电网稳定运行。许多电网公司规定。电况进行了仿真；文献[4]给出通过对转子电流和直网电压跌落时，能保证一段时间内风电场连续运行流侧电压滞环比较来控制主动式Crowbar的

8、方法。而不脱离电网．甚至能提供一定的无功功率帮助电这里讨论了LVRT的标准及要求，在传统的变网电压恢复正常，从而穿越低电压时期。此故障期速恒频DFIG矢量控制基础上，提出DFIG的瞬态间保持不问断运行的能力，即LVRT能力。数学模型和控制策略，还讨论了在对称故障下crowba