实现转子转速保护的双馈异步发电机有功输出速降新方案

作     者：邓兆顺 朱介北 俞露杰 邱威 曲春辉 贾宏杰 王成山 DENG Zhaoshun;ZHU Jiebei;YU Lujie;QIU Wei;QU Chunhui;JIA Hongjie;WANG Chengshan

作者机构：天津大学电气自动化与信息工程学院天津300072 国家电力调度控制中心北京100031 中国电力科学研究院北京100192 

出 版 物：《电力系统保护与控制》 (Power System Protection and Control)

年 卷 期：2021年第49卷第10期

页      面：113-122页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 

基　　金：国家电网公司科技项目资助(SGSXDK00DJJS1900108) 

主　　题：双馈异步发电机 紧急功率控制 盈余功率 直流卸荷电路 桨距角控制 

摘      要：当电网发生输电阻塞、直流闭锁、短路故障等异常状况时,迅速降低风电机组有功输出可有效减小系统发生安全稳定事故的风险。风电机组的变流器能够快速准确地控制有功输出,然而,由于桨距角动作缓慢,风力机捕获的机械功率难以及时调整以匹配速降后的有功输出,所累积的盈余能量易造成转子过转速,损害风力机机械系统。为此,提出一种通过协调控制直流卸荷电路与风力机桨距角实现转子转速保护的双馈异步发电机(Doubly-Fed Induction Generator,DFIG)有功输出速降方案。在通过转子侧变流器将有功输出迅速降至指令值后,即投入卸荷电阻消耗不平衡能量来及时抑制过转速,同时尽快调整桨距角从根本上消除盈余能量,切出卸荷电阻,在更长时间尺度下维持初始转速。分别在执行上级有功速降指令与低电压穿越两种场景下,通过与现有仅依赖桨距角或能量装置的两种典型DFIG功率控制方案和常用撬棒保护方案的仿真对比,验证了该方案的多方面优越性。