【摘要】：隨著風(fēng)電機(jī)組容量的增加,低電壓穿越能力已經(jīng)成為大型風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)準(zhǔn)則的基本要求之一。風(fēng)電場(chǎng)的低電壓穿越能力既可以保護(hù)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組自身在故障下的安全,也可以提高電網(wǎng)的暫態(tài)穩(wěn)定性,加速電網(wǎng)的故障恢復(fù)過(guò)程。雙饋風(fēng)機(jī)較小的變流器容量,限制了其低電壓穿越能力的提高。這也使得雙饋風(fēng)機(jī)的低電壓穿越技術(shù)成為目前研究的一大難點(diǎn)。對(duì)于雙饋風(fēng)機(jī),抑制轉(zhuǎn)子側(cè)繞組的過(guò)電流是低電壓穿越控制策略的主要目標(biāo)。通常的控制方法是通過(guò)加快定子磁鏈的衰減速度,從而間接地抑制轉(zhuǎn)子側(cè)過(guò)電流。本文對(duì)雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和原理進(jìn)行了研究,建立了雙饋感應(yīng)發(fā)電機(jī)的暫態(tài)數(shù)學(xué)模型,對(duì)雙饋風(fēng)機(jī)在電網(wǎng)電壓跌落時(shí)的暫態(tài)特性進(jìn)行了分析,研究了轉(zhuǎn)子側(cè)繞組出現(xiàn)過(guò)電流現(xiàn)象的機(jī)理。考慮到雙饋風(fēng)機(jī)定子和轉(zhuǎn)子之間的強(qiáng)耦合性,推導(dǎo)了暫態(tài)電流模型,用以詳細(xì)描述定子和轉(zhuǎn)子電流的動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性。然后基于建立的暫態(tài)電流模型,考慮同時(shí)對(duì)雙饋風(fēng)機(jī)定子和轉(zhuǎn)子電流進(jìn)行抑制,提出了直接電流幅值的低電壓穿越控制策略。提出的控制策略可以很容易的實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)的無(wú)功支持。為了穿越不對(duì)稱故障,擴(kuò)展了暫態(tài)電流模型的負(fù)序分量形式,并設(shè)計(jì)了同時(shí)抑制轉(zhuǎn)子側(cè)正負(fù)序電流的控制系統(tǒng)。為了驗(yàn)證提出方法的有效性,通過(guò)PSCAD仿真平臺(tái)建立了 0.9 MW的雙饋風(fēng)機(jī)仿真系統(tǒng)。仿真結(jié)果表明提出的低電壓穿越控制策略可以有效增強(qiáng)雙饋風(fēng)機(jī)穿越對(duì)稱和不對(duì)稱故障的能力。
[Abstract]:With the increase of wind turbine capacity, low voltage traversing capacity has become one of the basic requirements of grid-connected criteria for large wind farms. The low voltage traversing capacity of wind farm can not only protect the safety of wind turbine under fault, but also improve the transient stability of power grid and accelerate the fault recovery process of power grid. The small converter capacity of doubly-fed fan limits the improvement of its low voltage traversing capacity. This also makes the low voltage crossing technology of doubly fed fan become a big difficulty in the current research. For doubly-fed fan, suppressing the overcurrent of rotor side winding is the main goal of low voltage traversing control strategy. The usual control method is to indirectly suppress the rotor side overcurrent by speeding up the attenuation speed of the stator flux. In this paper, the structure and principle of doubly-fed wind power generation system are studied, the transient mathematical model of doubly-fed induction generator is established, and the transient characteristics of doubly-fed fan during voltage drop are analyzed. The mechanism of overcurrent phenomenon in rotor side windings is studied. Considering the strong coupling between stator and rotor of doubly-fed fan, the transient current model is derived to describe the dynamic response characteristics of stator and rotor current in detail. Then, based on the transient current model, considering the simultaneous suppression of stator and rotor current of doubly-fed fan, a low voltage traversing control strategy with direct current amplitude is proposed. The proposed control strategy can easily realize dynamic reactive power support. In order to cross the asymmetric fault, the negative sequence component of the transient current model is extended, and a control system is designed to suppress the positive and negative sequence current on the rotor side at the same time. In order to verify the effectiveness of the proposed method, a 0.9MW doubly-fed fan simulation system is established by PSCAD simulation platform. The simulation results show that the proposed low voltage traversing control strategy can effectively enhance the ability of doubly fed fan to pass through symmetrical and asymmetric faults.
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類(lèi)號(hào)】：TM614

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本文編號(hào)：2480697