双馈风力发电机低电压穿越控制与风电模型对比分析

随着风力发电装机容量的不断增大和并网规范要求的不断提高,电网故障条件下风电机组低电压穿越与无功控制策略的研究成为当前关注的热点。作为风力发电的主流机型,双馈式风电机组具有诸多优势,但也存在控制复杂和对电网故障敏感等问题。因此,本文对双馈式风电机组低电压穿越(LVRT)实现方法与控制技术、风力发电LVRT改造技术以及双馈式风电机组电磁、机电模型对比分析进行了深入研究。 在定性地分析了电网电压跌落情况下DFIG暂态特性的基础上,重点对基于转子Crowbar电路的双馈式风电机组LVRT技术进行了研究。优化整定了Crowbar电阻阻值,提出了多种Crowbar投切判据,并针对电网电压跌落期间DFIG向电网提供一定无功支撑的要求,提出了电压跌落期间的紧急无功控制策略。 从风电场、风电机组两个方面总结风力发电LVRT改造技术基础,重点对一种采用变流器实现的并联电压切换式风力发电LVRT改造装置进行了深入研究。给出了装置控制策略和最优投切时机,通过对称电网电压跌落以及不对称电网电压跌落情况下的仿真验证了该装置的有效性。 以主流的机电暂态分析工具PSS/E的双馈风电机组等值模型为例,分析了等值模型的原理和实现,对比了详细模型和等值模型的主要差别和参数对应关系,在已经建成的双馈风电机组PSCAD详细仿真模型基础上,在同一平台上搭建了风电等值模型,在相同工况下采用两类模型进行了仿真计算,对结果进行了分析对比,总结了两类模型的输出差异。