计及 LVＲT 控制的直驱风电机组三相短路故障特性研究

直驱风力发电机由于其优越性成为了主流机型并广泛应用于风电场,而其具备低电压穿越能力后故障特征 将发生很大变化,目前对此尚无系统的研究。研究分析了直驱风电机组的数学模型和控制策略,在此基础上结合提 出的 LVＲT 方法搭建了直驱风电场仿真模型,验证了其低电压穿越能力,并仿真对比分析了计及低穿控制策略下的机 组三相短路故障特性,研究了影响其三相短路故障特性的相关因素。指出风电场中以电流大小为动作判据的涉网保 护在配置整定时需要考虑上述因素的影响。     

直驱永磁同步风电机组的三相短路故障特性

以直驱永磁同步风力发电机组为研究对象,重点研究采用不可控整流结构变频器的逆变环节,建立了包括永磁同步电机在内的传动系统、变频器等环节的数学模型和相应的传递函数关系。在Matlab／Simulink环境下搭建了完整的直驱永磁同步风力发电机组与电网的仿真模型,对三相对称短路故障情况下风力发电机组的运行特性进行了全面研究,研...     

直驱风电系统LVRT无源混合控制研究

为了加强永磁直驱风电系统低电压穿越能力和输出功率的稳定性,提出将网侧电压的跌落信号反馈到整流侧,作为整流侧输出功率的参考值,减小了直流端的功率不平衡。对此,采用以无源控制为主、PI控制为辅的混合控制策略,分别建立了机侧和网侧变流器的EL数学模型,得到了dq轴电流解耦的控制律,为提高变流器的动态性能,采用注入阻尼的方法对控制器进行优化。仿真结果表明所提控制策略是可行的。     

双馈感应风电机组三相短路电流特性研究

以电网发生三相短路故障时双馈感应风电机组(doubly-fed induction generator,DFIG)的动态物理过程为基础,分析了定子、转子电流中各频率成分之间的依存关系。基于同步旋转d-q坐标系下DFIG数学模型,从磁链变化的角度,推导出DFIG定子三相短路电流的近似解析计算表达式。提出的计算模型与PSCAD/EMTDC中搭建的DFIG模型的时域仿真结果进行对比,误差小于3%,验证了计算模型的有效性和分析结果的正确性。     

永磁直驱风电机组故障穿越优化控制策略研究

永磁同步发电机构成的直驱型变速恒频风力发电系统通过全功率变流器与电网连接,当电网发生严重故障时,不仅对HVDC设备造成损害,甚至可能影响风力发电系统的整体安全稳定运行。对系统故障期间直流电压失稳的机理进行了分析,基于永磁同步发电机转子的惯性储能特性以及网侧换流器的无功补偿能力,提出一种适用于提高永磁直驱风电机组故障穿越能力的优化控制策略。在网侧故障期间通过分段式转速控制调整风机侧输入的有功并对网侧无功进行补偿,减小了中间直流系统注入的不平衡功率,抑制了故障期间直流电压的骤升。应用PSCAD/EMTDC电磁暂态仿真软件建立单机系统模型,仿真结果验证了所提出的控制策略的有效性。     

直驱风电机组的风电场建模及联络线故障研究

直驱风电机组由于其优越性成为主流机型广泛应用于风电场。文章研究了直驱风电机组的数学模型和控制策略,在此基础上,搭建了基于直驱风电机组的风电场模型。仿真了其稳态特性,验证了搭建模型的正确性。并仿真了风电场联络线故障时风电场侧和系统侧电流、电压、电流三序分量、电压三序分量,分析了上述研究对象的变化趋势及原因,指出直驱风电场联络线发生任何类型的不对称接地故障,风电场侧都会表现出弱电源特性,单相接地故障表现出的弱电源特性更为突出,而系统侧不存在弱电源特性现象,研究指出直驱风电场弱电源特性会对故障选相元件产生加大影响,严重时会造成选相失败。研究成果具有一定的实际价值和意义。     

ZDC控制方式下的永磁直驱风电机组高速运行特性

在经典的d轴电流给定为零(ZDC,Zero d-axis Current)的矢量控制方式下,永磁同步发电机在高转速运行区域会出现异常运行工况。该异常运行工况产生的原因是,机侧变流器在有限的直流母线利用率下无法有效地平衡较高的发电机定子感应电动势。本文通过仿真对比了采用过调制与否对系统稳定性的影响。仿真结果表明,在高速运行区域必须允许变流器进行过调制以保障永磁发电机的可控性和稳定性,但同时也发现采用过调制将会导致转矩出现较明显的6倍频波动。     

并网永磁直驱风电机组故障穿越能力仿真研究

随着电力电子器件成本下降,拥有全功率变换器的永磁直驱风机成为各国关注热点。风电场容量不断增大,要求风电机组具有故障穿越能力。本文以直驱同步风电发电机组为研究对象,利用matlab/simulink搭建了直驱同步风电机组的动态数学模型,对直驱同步风电机组故障穿越能力进行仿真研究,试验结果表明：在风电场接入点发生故障时,直驱同步风电机组具有故障穿越功能。尤其在电网发生电压跌落时,直驱风机能为系统提供一定的无功支撑。有效防止系统电压过多降落。提高了系统故障运行的稳定性。     

直驱型风电系统网侧变流器LVRT控制策略研究

针对直驱型风机变流器的控制,提出了采用一种基于正负序并网电流解耦控制网侧变流器矢量控制策略,实现了当电网平衡或不平衡时全功率风力发电系统的稳定运行。根据风电系统需具备低电压穿越(LVRT)能力要求,采用所提控制策略并结合直流卸荷保护电路控制电网故障条件下的直流电压,从而实现了直驱型风力发电系统的故障穿越控制。仿真和实验结果表明,所提控制策略应用到直驱型风力发电系统中,可满足电网导则标准中关于全功率风力发电系统的并网电流控制要求。     

直驱永磁同步风电机组不对称故障穿越的研究

分析电网发生不对称故障对直驱永磁风力发电机组(D-PMSG)的影响,研究其控制策略,以提高其不对称故障穿越的能力。把电网电压实时引入机侧整流器参考功率的计算中,提出了按照电网正序电压和其额定电压的比减小发电机输出功率的控制策略。建立了经背靠背双PWM变流器并网的D-PMSG仿真模型。机侧整流器控制内环采用电流前馈控制,外环采用功率环控制发电机输出功率。网侧逆变器控制内环采用电流前馈控制,并控制负序电流为零,外环采用电压环稳定直流电压。仿真结果表明,在不对称故障时,这种策略保持了发电机功率平衡和变流器功率平衡,限制了直流电压的升高,保持了逆变器三相电流对称,实现了机组不对称故障穿越。