双馈型风力发电机低电压穿越仿真分析

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1、2010年1O月Oct．2010第38卷第5期(总第210期)Vo1．38No．5(Ser．No．210)双馈型风力发电机低电压穿越仿真分析AnalysisofLVRTofWindTurbineDrivernDFIGwithSimulations姜传，肖湘宁(华北电力大学，北京102206)摘要：针对双馈型风力发电机在低电压穿越过程中所遇到的定转子过流问题，采用主动撬棒电路旁路转子侧变流器解决，在Matlab／Simulink中建立了模型并进行了仿真分析，仿真结果验证了主动撬棒电路能够有效实现双馈型风力发电机在三相对称故

2、障条件下的低电压穿越，并分析了撬棒电阻的选取，得出选取较大的撬棒电阻更有利于电网的恢复的结论。关键词：低电压穿越；双馈型风力发电机；主动撬棒电路Abstract：Duringtheperiodofagridfault，over—currentandover—voltagewasinducedinstatorandrotorwinding．Inordertoprotecttheconverter，activecrowbarwasusedtoshortdoubly—fedinductiongenerator(DFIG)rot

3、orsideconverter．ThetheoryanalysisisverifiedbythesimulationresultsinMatlab／Simu1ink．Throughtheactivecrowbar，lowvoltageride—through(LVRT)abilityofDFIGisachieved．Accordingtotheanalysisoftheresistanceinthecircuit，higherresistanceofcrowbarcircuitisgoodforrecoveryofthe

4、gridvoltage．Keywords：LVRT；DFIG；activecrowbarcircuit中图分类号：TM71l文献标志码：A文章编号：1009—5306(2010)05—0016-03在风力发电发展初期，由于其所占比例较低，馈发电机在故障电流升高至额定值以上时将主动撬为保护风力发电机，即使电网出现较小的故障，风力棒投入，而在故障电流降低到额定值以下时断开主发电机也要与电网解列]。近年来，风电场规模已经动撬棒电路，实现双馈风力发电机电网故障中的可变得更大，如果大规模风电机组从电网解列，会对电控运行。图1为装备

5、主动撬棒的双馈风力发电机网的稳定运行造成严重影响。因此，接人电网的风电结构图。机组在一定程度的电网故障情况下能够继续保持并网运行是至关重要的。为了实现不脱网运行，风电机组必须具备低电压穿越能力(IVRT)，即电网电压跌落时，风电场须维持一定时问与电网连接而不解列，甚至要求风电场在此过程中能提供无功功率以支持电网电压的恢复。双馈感应式风力发电机(DFIG)是目前主流机型。当其定子直接并网，导致其对电网故障比较敏感，特别是当电网电压发生跌落时，往往需要脱离电主动撬棒网以避免对变流器造成损坏，这就使得双馈感应风力发电机组不能像

6、常规电厂那样在系统故障时，向图1装备主动撬棒的双馈风力发电机结构图电网提供必要的有功和无功功率支持，这不利于电网的安全稳定运行。为了实现故障期间双馈机的不l电压跌落时双馈风电机的暂态特性脱网运行，目前在一些大公司的产品中采用了主动撬棒(activecrowbar)技术，采用这种方法可以使双DFIG的定子侧直接与电网相联，故障时这种收稿日期：2010—09—17作者简介：姜传(1984一)，男，硕士研究生，主要研究方向为电力电子与电力传动。·16·2010年10月吉林电力．Oct．2010第38卷第5期(总第210期)Ji

7、linElectricPower-k-'~、Vo1．38No．5(Ser．No．210)直接耦合使得电网电压的降落直接反映在电机定子机组会在撬棒投入期间从电网吸收更多的无功功端电压上，在定转子绕组中会出现暂态的磁链直流率。所以在故障清除之后，撬棒应该尽可能快地退分量。定子磁链的直流量和负序分量相对于以较高出，使DFIG快速恢复正常运行状态，尽量减少转速运转的电机转子会形成较大的转差，从而感生DFIG吸收的无功功率以支持电网电压的恢复。经出较大的转子电势并产生较大的转子电流，导致转过综合考虑和比较，撬棒电路投入时间选为0．

8、08S。子电路中电压和电流大幅增加。定转子电流的大幅波动会造成DFIG电磁转矩3仿真分析的剧烈变化，对风电机组机械系统产生很大冲击。转子能量流经转子侧变流器(RSC)之后，一部分被网为验证前面理论的分析结果，应用Matlab／侧变流器(GSC)传递到电网，剩下的给直流电容充Simulink建立了1个1．5MW的双馈风