【摘要】：隨著風電機組容量的增加,低電壓穿越能力已經(jīng)成為大型風電場并網(wǎng)準則的基本要求之一。風電場的低電壓穿越能力既可以保護風力發(fā)電機組自身在故障下的安全,也可以提高電網(wǎng)的暫態(tài)穩(wěn)定性,加速電網(wǎng)的故障恢復(fù)過程。雙饋風機較小的變流器容量,限制了其低電壓穿越能力的提高。這也使得雙饋風機的低電壓穿越技術(shù)成為目前研究的一大難點。對于雙饋風機,抑制轉(zhuǎn)子側(cè)繞組的過電流是低電壓穿越控制策略的主要目標。通常的控制方法是通過加快定子磁鏈的衰減速度,從而間接地抑制轉(zhuǎn)子側(cè)過電流。本文對雙饋風力發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和原理進行了研究,建立了雙饋感應(yīng)發(fā)電機的暫態(tài)數(shù)學模型,對雙饋風機在電網(wǎng)電壓跌落時的暫態(tài)特性進行了分析,研究了轉(zhuǎn)子側(cè)繞組出現(xiàn)過電流現(xiàn)象的機理。考慮到雙饋風機定子和轉(zhuǎn)子之間的強耦合性,推導了暫態(tài)電流模型,用以詳細描述定子和轉(zhuǎn)子電流的動態(tài)響應(yīng)特性。然后基于建立的暫態(tài)電流模型,考慮同時對雙饋風機定子和轉(zhuǎn)子電流進行抑制,提出了直接電流幅值的低電壓穿越控制策略。提出的控制策略可以很容易的實現(xiàn)動態(tài)的無功支持。為了穿越不對稱故障,擴展了暫態(tài)電流模型的負序分量形式,并設(shè)計了同時抑制轉(zhuǎn)子側(cè)正負序電流的控制系統(tǒng)。為了驗證提出方法的有效性,通過PSCAD仿真平臺建立了 0.9 MW的雙饋風機仿真系統(tǒng)。仿真結(jié)果表明提出的低電壓穿越控制策略可以有效增強雙饋風機穿越對稱和不對稱故障的能力。
[Abstract]:With the increase of wind turbine capacity, low voltage traversing capacity has become one of the basic requirements of grid-connected criteria for large wind farms. The low voltage traversing capacity of wind farm can not only protect the safety of wind turbine under fault, but also improve the transient stability of power grid and accelerate the fault recovery process of power grid. The small converter capacity of doubly-fed fan limits the improvement of its low voltage traversing capacity. This also makes the low voltage crossing technology of doubly fed fan become a big difficulty in the current research. For doubly-fed fan, suppressing the overcurrent of rotor side winding is the main goal of low voltage traversing control strategy. The usual control method is to indirectly suppress the rotor side overcurrent by speeding up the attenuation speed of the stator flux. In this paper, the structure and principle of doubly-fed wind power generation system are studied, the transient mathematical model of doubly-fed induction generator is established, and the transient characteristics of doubly-fed fan during voltage drop are analyzed. The mechanism of overcurrent phenomenon in rotor side windings is studied. Considering the strong coupling between stator and rotor of doubly-fed fan, the transient current model is derived to describe the dynamic response characteristics of stator and rotor current in detail. Then, based on the transient current model, considering the simultaneous suppression of stator and rotor current of doubly-fed fan, a low voltage traversing control strategy with direct current amplitude is proposed. The proposed control strategy can easily realize dynamic reactive power support. In order to cross the asymmetric fault, the negative sequence component of the transient current model is extended, and a control system is designed to suppress the positive and negative sequence current on the rotor side at the same time. In order to verify the effectiveness of the proposed method, a 0.9MW doubly-fed fan simulation system is established by PSCAD simulation platform. The simulation results show that the proposed low voltage traversing control strategy can effectively enhance the ability of doubly fed fan to pass through symmetrical and asymmetric faults.
【學位授予單位】：浙江大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TM614

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本文編號：2480697