基于pscad雙饋風力發(fā)電機組低電壓穿越研究

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1、萬方數(shù)據(jù)第22卷第2期電子設計工程2014年1月V01．22No．2ElectronicDesignEngineeringJan．2014基于PSCAD的雙饋風力發(fā)電機組低電壓穿越的研究周蕓，李志華(河海大學能源與電氣學院，江蘇南京210000)摘要：針對雙饋風力發(fā)電機組低電壓穿越問題，研究了電網(wǎng)電壓嚴重跌落情況下轉子Crowbar電路、轉子Crowbar和直流側卸荷電路組成的組合保護電路的控制策略?；赑SCAD建立了雙饋風力發(fā)電機組低電壓穿越的仿真模型．驗證了組合保護電路控制策略能夠很好地抑制轉子側電流和直流側電壓的上升。實現(xiàn)低電壓穿越。關鍵詞：雙饋風力發(fā)電機；低電壓穿越；Cr

2、owbar電路；直流側卸荷電路；PSCAD中圖分類號：’IMlO文獻標識碼：A文章編號：1674-6236(2014)2-0098塒ResearchOHlowvoltageride-throughofdoublyfedwindturbinebasedOHPSC：AIDZHOUYun．UZhi—hua(Co／／egeofEnergyandElectricalEngineering，HohaiUnivers蚵，Nanjing210000，Ch／na)Abstract：Inordertosolvetheproblemoflowvoltageride-throughofdoublyfedw

3、indturbine，thispaper‘studiesthecontrolstrategyoftheCrowbarcircuit，CrowbarandDCdumpingcombinationprojectioncircuitin咖dvoltageseriousdrop．Thesimulationmodeloflowvoltageride-throughofdoublyfedwindturbinebasedonPSCADisestablished，whichprovesthattherisinsofrotorcurrentandDCvoltageCallbewellcontroll

4、edbythecontrolstrategyofcombinationprojectioncircuittorealizelowvoltageride-through．Keywords：DFIG；LVRT；Crowbarcircuit；DCdumpingcircuit；PSCAD隨著風力發(fā)電在電力能源中所占比例的增大，風力發(fā)電系統(tǒng)對電網(wǎng)的影響已經(jīng)不能忽視。常規(guī)的風力發(fā)電系統(tǒng)。當電網(wǎng)電壓降低到一定值時，風力發(fā)電機組便會自動脫網(wǎng)，這種情況對于風力發(fā)電容量較大的電力系統(tǒng)而言可能會造成電網(wǎng)電壓和頻率的崩潰。為了使風力發(fā)電機組在電網(wǎng)電壓瞬間跌落時仍能保持并網(wǎng)．電網(wǎng)安全運行準則要求風力發(fā)電機組

5、具有一定的低電壓穿越(LVRT)能力口I。我國根據(jù)實際電網(wǎng)結構及風電發(fā)展情況對風力機組LvRT能力做出了具體的規(guī)定121：風電機組在并網(wǎng)點電壓跌落到20％額定電壓時能夠持續(xù)并網(wǎng)運行625瞄；風電機組在并網(wǎng)點電壓在發(fā)生跌落3s內能夠恢復到額定電壓的90％。風電機組保持并網(wǎng)運行。雙饋異步發(fā)電機(DnG)以其較好的調速性能，有功和無功功率可獨立調節(jié)以及變流器容量、投資和損耗小等優(yōu)點，成為目前風電場的主流機型。目前，雙饋異步風力發(fā)電系統(tǒng)實現(xiàn)低電壓穿越更為普遍和有效地方法是在轉子側增加保護電路(即Crowbar電路)和直流側卸荷電路，從而使得風機在不脫網(wǎng)的情況下轉子變流器可以重新開始工作，滿

6、足LVRT的要求。本文研究了轉子Crowbar保護電路和直流側卸荷電路的控制策略。并且在PSCAD仿真軟件中搭建了一臺2MW雙饋異步風力發(fā)電機模型．仿真對比了轉子Crowbar和直流側卸荷電路組成的組合電路與僅接人轉子Crowbar保護電路的收稿日期：2013-06-03稿件編號：201306014LVRT效果。驗證了組合保護電路控制策略能夠更好地實現(xiàn)低電壓穿越。1風力發(fā)電系統(tǒng)低電壓穿越研究現(xiàn)狀為了保證電網(wǎng)電壓跌落故障時雙饋異步發(fā)電機及其勵磁變流器安全不脫網(wǎng)運行。國內外學術界和工程界對電網(wǎng)電壓跌落故障時雙饋異步發(fā)電機的保護原理與控制策略進行了大量研究。目前相關研究大體上可分為兩個方

7、向：一是改進控制策略；二是增加硬件輔助電路。通過控制策略的改進。只適用于電壓跌落不很嚴重的情況．一旦出現(xiàn)很嚴重的電壓跌落．無論怎樣控制都將出現(xiàn)過電流或是過電壓。這時。需增加硬件輔助電路實現(xiàn)LvRT。文獻【3_4】對轉子側Crowbar電路和直流側卸荷電路的控制進行了仿真，但是該文獻中的Crowbar電路是被動的，不能主動切除，失去了對DFIG在電網(wǎng)故障情況下的主動控制。文獻【5】在機組直流側加入能量儲存系統(tǒng)(ESS)，該系統(tǒng)在電網(wǎng)故障時將多余的能量存儲起來，故障結束時