异步风力发电机组低电压穿越策略研究

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1、异步风力发电机组低电压穿越策略研究入无功功率来支撑风力发电机组电压快速恢复到正常值，通过Crowbar来吸收风力发电机组发出的有功功率。待系统电压恢复后，控制系统检测到满图1异步发电机简化等值电路足并网条件时，瞬间停止SVG和Crowbar的工作。Fig．1Simplifiedequivalentcircuitofasynchronousgenerator同时重新并网，完成LVRT。具体的SVG和Crowbar恒速异步发电机无励磁回路．只能通过外部控制策略如图3，4所示电源进行励磁。在给定转速条件下异步发电机电磁转矩与机组出口电压的平方成正比

2、，即：=(2)式中：K为与发电机参数有关的常数；s为发电机转差率。电网发生故障使异步发电机出口电压降低时图3SVG交流侧a相工作原理Fig．3WorkingprincipleofaphaseofSVGACside发电机输出转矩减小，由式(2)可见。机械转矩不变时，异步发电机电磁转矩减小会造成转子加速。在电网故障消失后的系统电压恢复过程中．异步发电机要从电网中吸收大量无功功率以重建发电图4Crowbar工作原理机内部电磁场，这将导致电网中出现较大冲击电Fig．4WorkingprincipleofCrowbar流，并在风电场和与其相连的变电站联

3、络线上产以系统电压作为参考电压．控制SVG的逆变生很大的压降，从而进一步降低风电场出口电压。输出，使风力发电机组机端电压的相位与系统电3异步风力发电机组低电压穿越策略压一致。图3中，，出，为系统a，b，e相瞬时电压，通过调节参数k，k使SVG机端a相电压与系由于恒速风力发电机组在我国并网风力发电统a相电压同相。k为风力发电机组侧b，C相机组中仅占30％．且我国风力发电所占整个电网线电压，为SVG交流侧a相电流，通过调节参供电比例仅为2％。所以当电网出现故障时，实现数nb_q，i_q来控制SVG的无功功率输出，以便支LVRT的理想方案为在电压跌

4、落期间将异步风力撑风力发电机组电压为所需恒定值。风力发电机发电机组从电压跌落点隔离出来，并不考虑故障组机端b，e两相调节方法同a相。的持续时间和严重程度．这样能最大限度保障风通过控制SVG直流侧电压来控制SVG吸收力发电机的安全，避免受到电压跌落的影响：且在的风力发电机组发出的有功功率，从而实现调节风力发电机组与电网断开后需保持风力发电机组Crowbar的占空比。系统正常工作且不考虑损耗机端电压为额定恒值电压，防止风力发电机组采取时，发电机输出电磁功率P唧与风力发电机组并网保护动作而停止工作图2为无功配置SVG及功率相等。当系统电压跌落时，风

5、力发电机组Crowbar的异步风力发电机组LVRT结构示意图。与系统断开连接，SVG和Crowbar投入时，又满足：=+‰(3)式中：P卿。4实验以直流电动机带动异步电动机运转来等效代替异步风力发电机组。按图2搭建实验电路，SVGCrowbar直流侧电容为9400laF．1600V，SVG交流侧串图2LVRT结构示意图联1．23mH电感、并联10F电容用于滤除高次Fig．2SchematicdiagramofLVRTstructure谐波；Crowbar所连电阻为5Q：异步发电机与系具体工作原理为：当电力系统未发生故障时，统间用接触器Qm控制

6、通断。系统电压为100V，风力发电机组与系统相连，向系统注入有功功率。通过增大直流电动机电枢电压。使异步发电机发出当控制系统检测到系统电压跌落并达到断网条件400W功率，通过调节相关参数，使异步发电机机时，瞬间投入SVG和Crowbar，同时切断风力发电端电压逐渐逼近系统电压．当二者压差小于等于机组与系统的连接，通过SVG向风力发电机组注3V时，达到并网条件系统自动并网。15第47卷第11期电力电子技术Vo1．47，No．112013年11月PowerElectronicsNovember2013待系统正常运行一段时间后，人为造成系统恢复后．

7、SVG和Crowbar与系统断开，停止工作，异跌落故障。只要控制器检测到系统发生故障时，便步风力发电机组与系统重新并网。可见，此实验中控制异步发电机与系统自动断开，即自动退网。退异步风力发电机组顺利完成了LVRT。且在LVRT网时各部分电路动作顺序具体设置为：发生故障后期间，／Z和／L相位经调制后完全保持一致。首先投入Crowbar。5ms后投入SVG，20ms后断5结论开并网开关。当系统故障恢复后，控制器检测到满实验结果表明，所提方法对于解决我国目前风足并网条件时，便控制异步发电机与系统自动连电场中大量异步风力发电机组的低电压穿越具有接，即

8、自动并网。并网时各部分电路动作顺序具体很好的可行性和实用性。静止无功发生器投入后为：首先退出SVG和Crowbar，50ms后合上并网开风力发电机机端电压被支撑到额