双馈风力发电机低电压穿越技术研究综述

随着风电机组穿透功率的不断升高,系统的安全运行需要风电机组具备低电压穿越(LVRT)能力。本文对目前广泛采用的变速恒频双馈发电机(DFIG)的低电压穿越能力研究现状进行了综述,分析了电网电压跌落时机组各主要参数的暂态特性,提到了故障后机组运行的控制策略,以及在系统中加装耗能元件或储能元件的解决办法,提出了当风电与系统解裂后系统如何应对的几点建议,并对目前存在的问题和其未来的发展方向进行展望。     

双馈风力发电机低电压穿越无功支持能力研究

从电网的友好性出发,分析了双馈发电机(DFIG)的运行状态、无功能力、以及无功功率极限,从无功支持的角度研究了双馈风力发电机组的低电压穿越(LVRT)能力。重点研究当电网电压发生跌落时,DFIG在各种运行状态下向电网提供无功功率的能力,根据仿真数据作出了具体的分析和判断,从一个全新的角度研究了风力发电系统的低电压穿越能力和电网的稳定能力。     

基于Crowbar的DFIG低电压穿越控制方法研究

针对双馈风力发电机(DFIG)在电网故障期间面临的脱网问题,研究基于Crowbar电路的低电压穿越控制方法。首先,在分析电网电压跌落过程中DFIG暂态特性的基础上,对Crowbar电路进行阻值整定,得到最优的Crowbar阻值范围;其次,根据电网电压跌落状况下DFIG的暂态响应特性,提出了相应的Crowbar电路投切控制方法;最后,在MATLAB/Simulink上对双馈风电系统低电压穿越问题进行仿真研究。仿真结果证明了采取Crowbar电路的必要性与所提出的控制策略的可行性。     

双馈风力发电机故障穿越能力研究

在不对称电网故障下,为提高双馈风力发电机(DFIG)三相不平衡故障穿越能力,采用甘肃河西电网的实时数据,对双馈风力发电机发生不对称故障下穿越能力进行研究.在发电机出口串联采用改进控制策略的DVR,辅助DFIG风电机组实现故障穿越.为提高检测精度,首先,通过锁相环与pqr变换检测方法结合对电压跌落检测系统加以改进,为克服不平衡故障下负序分量对网侧和机侧的影响,在检测系统中加入基于对称分量法的正负序解耦算法;其次,利用四个PID控制器将参考电压的值与通过检测系统的结果值进行比较,分别调节每一相序,注入无功功率到电网中,保证待恢复的双馈风力发电机端口电压可以达到额定值,转速恒定,进一步保证系统的稳定运行.仿真结果验证了该方法的正确性.     

基于动态阻抗补偿的双馈式风力发电机低电压穿越新策略

低电压穿越(LVRT)能力是限制双馈式风力发电机(DFIG)大规模并网运行的瓶颈问题。电网电压跌落时保持定子端电压稳定是解决LVRT的根本所在。提出一种动态阻抗补偿机端电压的新策略,当检测到电网电压下降时,流经快速调节后动态阻抗的电流迫使DFIG机端电压升高,确保定子端电压处于可控范围之内。通过单相等值电路分析了LVRT过程中电机内部各量的变化,证明了机端电压补偿策略的可行性,并给出动态电阻的实现电路。最后通过仿真验证了该补偿策略下电机内部响应均符合低电压穿越要求。     

双馈风力发电机组变桨距控制及低电压穿越技术要点

由于近年来我国的经济发展速度非常迅速,随之而来的能源问题也变得越来越重要,作为当今人类社会生存和发展当中所存在的主要问题,能源缺乏已经成为了人们所亟待解决的一个重要发展缺陷,通过开发和利用可再生资源,可以在一定程度上缓解人类的能源压力,而开发和利用可再生资源也是当前世界各国开展可持续发展战略的重要方式。风力发电作为可再生资源当中的一种,由于其自身清洁能源的特点,不仅能够节约不可再生资源,而且也可以降低对周围环境的污染,风力发电系统的效率也非常高,而且功率速度也非常大,通过对双馈风力发电机组控制技术以及风能开发的进一步研究,可以推动我国后续的能源发展。     

STATCOM用于抑制电压跌落研究

为了解决电压跌落对优质供电造成的影响,采用加装STATCOM装置的方法来进行无功补偿,以此维持连接点电压的给定值,提高系统电压的稳定性。通过分析STATCOM的工作原理,并且结合现场需要,提出采用电流的间接控制来进行电压的调整。仿真结果表明,加装STATCOM后,经过一个周期的暂态震荡过程,电压就维持在限定范围内,提高了电压的稳定性。     

浅谈兆瓦级海上风力发电机的研究

本文介绍了国、内外海上风电的发展现状及趋势,同时分析了MW级海上风电发展的难点所在,并根据双馈异步风力发电机的特点提出了相应的解决办法。     

电网故障下双馈风力发电机组的控制策略研究

双馈风力发电机(DFIG)系统变流器仅对发电机的转差功率进行变换,因此它比同容量直驱风力发电机的变流器容量小很多,但这使得它对电网故障的抵御能力较弱.本文针对双馈风力发电系统在电网故障下的控制策略进行研究.在电网故障时,DFIG系统的控制包括阻止风轮过速进行的桨距角控制和功率变流器在电网故障期间和之后的保护和电网电压支持控制.为了在电网故障期间提高DFIG电网电压支持能力,在正常运行时的DFIG控制结构基础上加入了另一控制级.这个控制级包括阻尼控制器、转子侧变流器、电压控制器和网侧变流器无功补偿器.仿真结果证明了所提出方案的可行性.     

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。     

低压STATCOM直接电流控制方法的研究

针对低压STATCOM电流直接控制方式下的两种控制模式。分析了两类控制模式的基本原理．并对两种控制方式进行了Mattab仿真、设计了基于两种控制模式的试验样机．通过仿真受实际的试验分析了两种控制的优缺点．具有较大的实践指导意义．丰富了低压STATCOM的运用研究。     

不对称电网故障下双馈风电机组低电压穿越方案比较研究

相比于对称电网故障,不对称电网故障在实际电力系统运行中发生的概率更大,其对双馈风电机组(DFIG)的“有害”影响也更大。首先分析了不对称电网故障下双馈风电机组的瞬态特性,继而结合仿真,研究了双馈风电机组各种低电压穿越(LVRT)技术方案在严重不对称电网故障下的运行特性。在此基础之上,对不同的低电压穿越方案进行了深入分析研究,阐述了其运行特点,并进一步探讨了各种低电压穿越方案的经济性,为工程实现各种低电压穿越方案奠定基础。     

异步发电机恒压运行时机端无功补偿功率

为使异步发电机带不同负载时恒压运行,通过计算确定在机端进行补偿的无功功率。令发电机稳态运行时基值频率下等值电路回路阻抗为零,确定不同运行状况下保持端电压恒定时机端等效补偿电容值。以发电机端电压恒定为约束条件,用直接搜索优化方法进行求解。算出了异步发电机带电阻性负载和电感性负载恒压运行时机端所需无功补偿功率。无功功率以及定子频率的计算结果与实验结果相互吻合,由此证明了分析方法的有效性。     

双馈发电机应对电网低次谐波的直接谐振控制

为解决双馈发电机因电网低次谐波引起定子、转子电流和电磁转矩中含有谐波分量,导致双馈发电机输出电能质量降低和不能稳定运行的问题,提出了定子电流直接谐振控制方案。首先分析电网低次谐波对双馈发电机的影响;然后提出了基于谐振控制器的定子电流直接谐振控制方案;最后进行仿真研究。仿真研究表明,定子电流直接谐振控制方案可有效消除定子、转子电流和电磁转矩中的低次谐波分量,验证了控制方案的正确性和有效性,为工程实际应用提供参考。     

交流励磁变速恒频风力发电机并网控制及仿真

针对交流励磁风力发电机并网冲击电流较大及功率控制不理想这一现状,从理论上分析了将磁场定向矢量控制技术应用于该机组的可行性方案,进而探讨双馈型风力发电机的空载并网控制与功率跟踪策略,并建立交流励磁发电机空载并网及稳态运行的控制模型。对发电机组的并网过程进行系统仿真,研究结果表明:该方法是正确和有效的。该结论对于目前国内主流机型的高效并网发电具有重要参考价值。     

基于Crowbar的双馈风机LVRT特性研究

文章从变流器、风电机组安全和风力发电系统快速平稳恢复稳定角度出发,讨论了Crowbar电阻和Crowbar电路投入运行持续时间选取原则,搭建了双馈风电机组低电压穿越仿真模型,模拟了电网电压跌落故障情况下,不同Crowbar阻值对低电压穿越功能的影响,从电网故障期间是否考虑双馈风电机组无功功率补偿能力方面,研究了Crowbar电路投入运行持续时间对低电压穿越功能的影响。仿真结果表明,合理的Crowbar电阻取值和投入运行持续时间可以提高双馈风电机组的低电压穿越能力,有利于风力发电系统快速平稳地恢复稳定。     

直驱永磁同步风电机组在不同电网故障下的动态响应仿真分析

以单台2 MW直驱永磁同步风力发电机(direct-driven permanent magnet synchronous wind power generator,D-PMSG)为研究对象,分别建立了风机、永磁同步电机、变流器等环节的数学模型。参考我国发布的风电场低电压穿越(low-voltage ride through,LVRT)标准,基于Matlab/Simulink建立整个系统仿真模型。对三种电压跌落故障情况下的风力发电机组动态响应特性进行仿真,对比分析不同故障下各个变量不同的变化情况;并对其相应的控制策略进行了探讨,为更进一步研究低电压穿越标准下的控制策略提供了依据。     

基于不平衡跌落的低电压穿越控制策略

目的解决大功率三相光伏并网逆变器在不平衡跌落时网侧电流所产生的畸变及不平衡,保证在电网不平衡下电压的正、负序分量提取的准确性和实时性。方法采用前馈解耦的空间矢量的双闭环控制算法抑制负序电流的控制策略搭建仿真模型。结果提出了基于正、负序d-q坐标系下的二次陷波器滤波法正确提取电网电压的方法。结论实验结果证明,该方法能有效地对正、负序进行分解以及抑制电网不平衡跌落导致的系统的不稳定运行。