基于pscad双馈风力发电机组低电压穿越研究

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1、万方数据第22卷第2期电子设计工程2014年1月V01．22No．2ElectronicDesignEngineeringJan．2014基于PSCAD的双馈风力发电机组低电压穿越的研究周芸，李志华(河海大学能源与电气学院，江苏南京210000)摘要：针对双馈风力发电机组低电压穿越问题，研究了电网电压严重跌落情况下转子Crowbar电路、转子Crowbar和直流侧卸荷电路组成的组合保护电路的控制策略。基于PSCAD建立了双馈风力发电机组低电压穿越的仿真模型．验证了组合保护电路控制策略能够很好地抑制转子侧电流和直流侧电压的上升。实现低电压穿越。关键词：双馈风力发电机；低电压穿越；Cr

2、owbar电路；直流侧卸荷电路；PSCAD中图分类号：’IMlO文献标识码：A文章编号：1674-6236(2014)2-0098埘ResearchOHlowvoltageride-throughofdoublyfedwindturbinebasedOHPSC：AIDZHOUYun．UZhi—hua(Co／／egeofEnergyandElectricalEngineering，HohaiUnivers蚵，Nanjing210000，Ch／na)Abstract：Inordertosolvetheproblemoflowvoltageride-throughofdoublyfedw

3、indturbine，thispaper‘studiesthecontrolstrategyoftheCrowbarcircuit，CrowbarandDCdumpingcombinationprojectioncircuitin咖dvoltageseriousdrop．Thesimulationmodeloflowvoltageride-throughofdoublyfedwindturbinebasedonPSCADisestablished，whichprovesthattherisinsofrotorcurrentandDCvoltageCallbewellcontroll

4、edbythecontrolstrategyofcombinationprojectioncircuittorealizelowvoltageride-through．Keywords：DFIG；LVRT；Crowbarcircuit；DCdumpingcircuit；PSCAD随着风力发电在电力能源中所占比例的增大，风力发电系统对电网的影响已经不能忽视。常规的风力发电系统。当电网电压降低到一定值时，风力发电机组便会自动脱网，这种情况对于风力发电容量较大的电力系统而言可能会造成电网电压和频率的崩溃。为了使风力发电机组在电网电压瞬间跌落时仍能保持并网．电网安全运行准则要求风力发电机组

5、具有一定的低电压穿越(LVRT)能力口I。我国根据实际电网结构及风电发展情况对风力机组LvRT能力做出了具体的规定121：风电机组在并网点电压跌落到20％额定电压时能够持续并网运行625瞄；风电机组在并网点电压在发生跌落3s内能够恢复到额定电压的90％。风电机组保持并网运行。双馈异步发电机(DnG)以其较好的调速性能，有功和无功功率可独立调节以及变流器容量、投资和损耗小等优点，成为目前风电场的主流机型。目前，双馈异步风力发电系统实现低电压穿越更为普遍和有效地方法是在转子侧增加保护电路(即Crowbar电路)和直流侧卸荷电路，从而使得风机在不脱网的情况下转子变流器可以重新开始工作，满

6、足LVRT的要求。本文研究了转子Crowbar保护电路和直流侧卸荷电路的控制策略。并且在PSCAD仿真软件中搭建了一台2MW双馈异步风力发电机模型．仿真对比了转子Crowbar和直流侧卸荷电路组成的组合电路与仅接人转子Crowbar保护电路的收稿日期：2013-06-03稿件编号：201306014LVRT效果。验证了组合保护电路控制策略能够更好地实现低电压穿越。1风力发电系统低电压穿越研究现状为了保证电网电压跌落故障时双馈异步发电机及其励磁变流器安全不脱网运行。国内外学术界和工程界对电网电压跌落故障时双馈异步发电机的保护原理与控制策略进行了大量研究。目前相关研究大体上可分为两个方

7、向：一是改进控制策略；二是增加硬件辅助电路。通过控制策略的改进。只适用于电压跌落不很严重的情况．一旦出现很严重的电压跌落．无论怎样控制都将出现过电流或是过电压。这时。需增加硬件辅助电路实现LvRT。文献【3_4】对转子侧Crowbar电路和直流侧卸荷电路的控制进行了仿真，但是该文献中的Crowbar电路是被动的，不能主动切除，失去了对DFIG在电网故障情况下的主动控制。文献【5】在机组直流侧加入能量储存系统(ESS)，该系统在电网故障时将多余的能量存储起来，故障结束时