双馈感应风力发电机低压穿越控制策略研究

随着风电装机容量的迅速增加,风电机组与电网之间的相互影响愈加显著,尤其是电网因故障发生电压跌落时,要求并网风力发电机组应具备低压穿越运行能力,以防止风电场整体退网给电网造成严重的功率冲击。本文以双馈感应风电机组为研究对象,围绕电网发生电压跌落时风电机组动态行为及相应的低电压穿越运行控制等问题进行了深入研究。 本文首先分析双馈感应风力发电机的基本原理,建立了风电机组联网运行的电磁暂态模型,分析了电网电压跌落时风电机组的动态行为,找出了制约双馈感应风力发电机低电压穿越能力的因素及其成因。 针对上述因素,对转子侧变流器采用计及定子励磁电流动态过程的精确模型及相应控制策略,以提高转子侧变流器对转子电流的控制能力。对网侧变流器采用改进前馈控制方案,以减小直流母线电压的波动峰值,使直流母线电压快速趋于稳定。通过对转子侧变流器与网侧变流器控制策略的改进实现小值故障下的低压穿越运行。 当电网发生大幅电压跌落时,采用Crowbar保护实现双馈感应风力发电机大值低压穿越运行。并对影响Crowbar保护效果的因素进行了分析。仿真结果表明,通过上述控制措施,可以有效提高双馈感应风力发电机低压穿越能力,满足电网要求。