分散式双馈风电机组接入配电网的不对称短路电流实用计算

针对现有双馈风电机组(double fed induction generator,DFIG)短路电流解析计算过于复杂,难以进行工程计算的情况,提出了一种针对DFIG不对称短路电流的实用计算方法.通过建立不对称故障的含DFIG配电网复合序网图及正序增广模型,分析DFIG短路电流各序分量构成;计及不对称故障后DFIG低电...     

基于短路容量法的并网风电场短路电流分析

由于风力发电场与常规的火力发电厂在模型建立方面存在很大差异,因此从工程应用的角度建立一套满足风力发电场特点的短路电流的计算方法具有实用价值.针对风力发电场的自身特点,结合应用短路容量法来进行风电场短路电流的分析,并进一步分析了风力发电场并网状态对并网点电压的影响.最后以实际的风力发电场为算例进行了短路电流的计算分析.     

直驱风机三相短路电流特性分析

为了深入分析直驱风机的故障特征,提出了直驱风机的网侧变流器简化模型和含卸荷电路的控制器外特性模型。网侧变流器是一个控制作用下的电能平衡系统,主要研究元件的功能和外特性,忽略网侧变流器的复杂结构,解析直驱风机的短路电流,实际是分析风机端电压跌落作用下的三相电流响应规律。与详细模型进行对比验证,结果表明:当卸荷电路不投入时,直驱风机短路电流稳态值与其输出功率和电压跌落程度有关,除含有工频分量外还有与控制参数相关的衰减频率分量,短路电流呈现先逐渐增大后再减小到稳态值的趋势,随着电压跌落程度的加深,短路电流最大值增加且达到最大值的时间也增加,暂态衰减过程延长; 当卸荷电路投入时,短路电流为变流器输出电流的上限。提出的方法有效表征了直驱风机故障特性,对分析逆变型分布式电源的故障特征及其继电保护相关问题具有借鉴意义。     

双馈变速恒频风电机组直接转矩控制

针对双馈变速恒频风力发电机组控制并网和功率控制问题,采用转子磁链直接转矩控制方法,调节转子侧交流励磁,达到控制双馈发电机定子侧输出的目的。通过控制基理研究,制定控制实验框图,并在30kW机组试验平台上验证,得到机组同步化过程中和并网前后的实验结果。经测试、分析,此控制策略有效,可以在同类发电机组中推广应用。     

双馈风电机组传动链低电压穿越响应分析

为了分析双馈风电机组低电压穿越对传动链齿轮与轴承等部件冲击载荷的影响,分别采用转子有限元法与集中参数法对传动链中的盘、轴、轴承、联轴器以及齿轮等部件进行了动力学建模,结合风电机组气动载荷与控制模型,建立了传动链动态响应仿真程序.利用建立的仿真程序对风电机组稳态工况进行了仿真,筛选出齿轮啮合力与轴承力最大的部件.将风电机组低电压穿越测试曲线加载到仿真程序中,对低电压穿越各类工况动态响应进行了对比分析.结果表明:低电压穿越会对风电机组传动链的齿轮与轴承产生冲击,并且冲击载荷的大小与机组工况载荷、电压跌落幅值以及跌落形式相关,并且这三者的影响因素是依次递减的.     

恒定交流励磁时双馈感应发电机的短路电流

系统地分析了三相机端短路状况下,双馈感应发电机(DFIG)定、转子电流的动态响应,提出了计算DFIG短路电流的新方法.将三相机端短路的DFIG等效为稳态运行的转子励磁异步电机和三相机端短路的鼠笼型异步电机,运用空间矢量的方法分别求解,得到DFIG短路电流的解析表达式,确定了最大短路电流及其出现时刻,同时分析了短路电流中的主要成分以及它们之间的相互关系.以上结论通过Matlab/Simulink仿真进行了验证.     

变速恒频双馈风电机组低电压穿越计算机控制方法研究

为了提高变速恒频双馈风电机组低电压穿越能力,改善故障穿越后机组的稳定性,提出一种新的变速恒频双馈风电机组低电压穿越计算机控制方法。介绍了变速恒频双馈风电机组模型,其主要包括直流侧电容、机测变流器、网测变流器和变速恒频双馈机。在电压骤降程度较小的情况下,通过励磁方法实现低电压穿越计算机控制。在电压骤降程度较严重的情况下,通过转子侧Crowbar电路与直流侧Crowbar电路实现低电压穿越计算机控制。实验分析了电压骤降较小和较严重情况下控制方法的控制结果,以及变速恒频双馈风电机组低电压穿越性能,结果表明所提方法控制性能高。     

变速恒频双馈风电机组建模及仿真分析

为了研究变速恒频双馈风电机组在额定条件下运行时,小范围变化的风速对控制系统性能的影响,以双馈风电机组基础结构和工作原理为基础,应用小扰动分析方法,以随机变化的风速为干扰量,建立风电机组控制系统小扰动三阶线性数学模型,经过仿真分析其动态和稳态性能,为后续优化控制算法的加入提供参考依据。     

双馈式风电机组的自适应Super-twisting功率控制

针对使用双馈式感应发电机的风电机组易受电网电压波动、外界风速干扰影响等问题,提出了一种自适应Super-twisting功率控制方法。该方法实现了风电系统随着系统工作的区域(由风速大小所决定)而变化,即在部分负荷区域优化有功功率,在全负荷区域限制有功功率。同时在不同的区域根据需要调节无功功率达到补偿功率因数的控制目标。该方法具有易于实现、鲁棒性强的优点和自适应控制增益可调的特点,适用于带有外界干扰以及参数时变的非线性系统。通过仿真证明,以该方法设计的控制器应用于双馈式风力发电系统中控制有功功率和无功功率具有良好的鲁棒性能,且抖振得到降低,滑模变量在有限时间内迅速收敛于滑模面。     

风电场并网联络线的自适应电流保护研究

针对现有联络线源侧大多使用定值保护方案因而容易受风电特性影响而误动的现状,分析了风力发电机短路电流特性,得出了双馈型风力发电机的故障电流与电网故障发生时刻、故障类型、撬棒电路动作情况、故障后电压的跌落深度等密切相关的结论,并在此基础上提出了综合电流、电压信息的风电场联络线自适应速断保护原理与算法。该保护方法以某示范性分布式风电场并网进行DIgSILENT软件的仿真测试,结果验证了所提保护配置方案的自适应性和有效性。     

直驱风电场集电线保护研究

针对传统三段式电流保护应用于风电场集电线时选择性和速动性不能兼顾的问题,在分析风电场集电线拓扑结构和故障特征的基础上,结合熔断器保护曲线和风机的低电压穿越特性,提出了一种能适用于风电场集电线的反时限电流保护新方法。以直驱风电场为对象,分析得出了传统三段式电流保护不适应于风电场集电线保护的结论,并且给出了新方法的整定原则,即根据熔断器下游经不同过渡阻抗故障后集电线电流与熔断器电流的最大差值关系得到集电线反时限电流保护的理论曲线,最后借助EMTP-PSCAD软件平台搭建直驱风电场模型对理论分析进行了验证。仿真结果表明,对于风电场集电线保护,反时限电流保护新方法由于采用了连续的电流保护曲线,能够很好地与熔断器保护相配合,克服了传统三段式电流保护范围小、易造成保护越级跳闸、风机脱网等缺点,而且有很强的抗过渡电阻能力,在不同的故障条件下能快速可靠地动作,兼顾了继电保护选择性和速动性的要求,因此具有一定的工程实用价值。     

新型混合型高温超导限流器的仿真研究

在研究混合型高温超导限流器和失超型桥式整流高温超导限流器原理的基础上,介绍了混合型高温超导限流器的概念,提出了一种新型单相混合型高温超导限流器,该限流器利用IGBT快速动作来控制保护电阻,IGBT在故障发生后的100 μs时间间隔内动作并投入保护电阻.利用MATLAB进行仿真分析,研究结果表明该限流器模型设计参数准确,限流效果明显.     

风电场微观选址工作的探讨

结合工程实例,对实际微观选址中存在的问题进行了汇总与分析,提出了在开展微观选址前需要注意的事项,为今后微观选址工作的顺利进行提供参考.     

风电场场址选择问题的探讨

在风电场建设环节中,风电场场址选择是非常重要的一环,决定着风电场建设的成败.基于对风电场场址选择的意义、影响因素、基本原则和选址步骤的初步探讨,阐明风电场场址选择中应注意的问题及遵循的原则.以此为基础对云南省某风电场场址选择问题进行了初步探索和分析.     

弃风限电对中国风力发电的环境效益的影响研究——以呼和浩特为例

通过清单分析,对风电场的生命周期能源需求及温室气体(GHG)排放进行了研究。在此基础上,根据内蒙古呼和浩特某风电场的风速及弃风数据对风电场上网电量进行了模拟计算,并对比了弃风与不弃风情景下风电的能源回报比与GHG排放强度。结果表明：风电机组生产阶段对能源需求及温室气体排放贡献最大;弃置阶段因材料回收,有一定节能减排效果。在内蒙古风电的GHG排放强度不到火电的1%。对于一个2MW的风电机组,弃风限电会导致发电系统整体GHG排放在一个生命周期碳排放比不弃风的情景增加2.3万吨CO2e。因此在进行各区域风电建设规划时应当将其作为风力资源的一个校正因素纳入考虑。     

风电系统及其电压特性研究

基于风力发电机和配电网的特点,对不同风速和系统连接阻抗条件下的风电系统电压特性进行了研究。文章还对风力发电机组并网和脱网情况下风电系统的电压变化进行了仿真。研究结果对风电场的规划及安全运行具有指导意义。     

染料敏化太阳电池的光生电流对短路电流的影响

等效电路分析和实验结果证实,染料敏化太阳电池的光生电流显著地影响着电池电压-电流曲线中的短路电流.首先根据等效电路分析,得出了染料敏化太阳电池的光生电池值,以及理论上光生电流对短路电流的影响.进一步的电池制备和效率测试,证明了上述的理论计算论断.最后,根据光生电流与短路电流的关系,本文提出了通过提高光生电流来提高短路电流,最终提高染料敏化太阳电池效率的思路,并按照上述思路得到了电池效率提升20%的试验结果.     

我国风力发电的现状与趋势

阐明了我国风电发展的必要性和可行性,简要介绍了我国风电场的分布情况,预测了我国风电设备制造企业的发展前景.     

江苏环港风电场风能资源特征分析

利用江苏环港风电场一座测风塔2010年12月至2011年11月的逐10 min实时观测数据, 对该地区风能资源特征进行综合分析, 得到该站点10, 50, 70和80 m高度的年平均风速为4.0~6.1 m/s, 年平均风功率密度为80.4~238.4 W/m2, 年有效风功率密度为116.5~262.5 W/m2, 年有效风速小时数为5777~7845 h, 年有效风能密度为679.3~2041.5 (kW?h)/m2。全年主导风向为NNE, N和NE, 三者之和接近全年风向的三成, 主导风向的风能密度接近全年的五成, 风速主要集中在3~8 m/s, 约占全年的80%。 总体来看, 该地区风能资源丰 富, 特别是已建设风机的轮毂高度年有效风功率密度达到250 W/m2以上, 有效风速小时数接近全年的90%, 具有很高的开发利用价值。