双馈型风电机组并网低电压穿越技术的研究与设计

作     者：邵立 

作者单位：山东科技大学 

学位级别：硕士

导师姓名：陈霞

授予年度：2018年

学科分类：080801[工学-电机与电器] 0808[工学-电气工程] 08[工学] 

主      题：双馈型风力发电系统(DFIG) 矢量控制 对称电网故障 低电压穿越 协同控制 

摘      要：当前在传统化石能源日益枯竭的背景下,风力发电作为一种清洁无污染的可再生能源,从一开始就成为新能源领域研究的热点之一。随着风力发电在能源体系中所占比重逐年增加,大规模风电场故障对电网的影响也更加明显,因此研究风电机组在电网电压大值跌落下的低电压穿越技术具有显著的实用价值。在双馈型风电机组并网运行期间,当电网发生三相对称短路故障而导致电网电压大值跌落时,单一的传统型改进算法虽然能在一定程度上改善系统的暂态性能,但是难以使转子的过电流下降到规定的范围,同时有效地维持直流母线电压的稳定,所以机组无法实现在电网电压大值跌落下的低电压穿越。针对以上问题,本文在查阅国内外大量文献资料的基础上发现,采用基于转子侧串联电阻与功率协同控制相结合的方法能更有效地实现双馈型风电机组在电网电压大值跌落下的低电压穿越,方案中转子侧串联电阻可以消耗系统产生的多余能量,快速、有效地使转子的过电流下降到规定的范围,同时更好地抑制直流母线电压的波动,而功率协同控制能够在确保转子侧所需及系统暂态稳定的基础上对有功、无功功率进行再分配,及时补充电网电压恢复所需的无功功率,以帮助电网故障电压快速恢复。本文在MATLAB/Simulink环境下搭建了相应的仿真模型并对该低电压穿越方案进行仿真验证与对比,仿真结果表明,所用方法具有比单一传统型控制方法更好的暂态性能,同时有利于电网电压的快速恢复,提高了故障期间机组的可控性,使得双馈型风电机组具备在电网电压大值跌落下的快速、高效的低电压穿越能力。