双馈风电机组叶片变化对低电压穿越性能的影响研究

风电机组的低电压穿越能力主要采用现场测试的方式考核。由于同种类型和容量的风电机组通常采用多种长度的叶片配置,在其中一种叶片长度的机组完成低电压穿越测试后,是否必须对其它叶片长度的机组进行重新检测是目前制造商和检测机构面临的问题。针对该问题,文章首先分析了不同的风轮直径引起风电机组低电压穿越过程中机械功率、发电机转速、桨距角、有功功率和无功功率等状态量的变化,提出风轮直径变化对机组各部件低电压穿越特性的影响程度;其次,采用Bladed与Matlab联合仿真模型,在与实测数据对比校验其仿真准确性后,通过设置Bladed模型中详细的叶片、传动链等机械参数,仿真对比不同风轮直径的风电机组各环节状态变量的区别,验证了理论分析的有效性;最后,以77 m和82 m风轮直径的1.5 MW风电机组低电压穿越测试数据进行对比分析,进一步验证了理论分析和仿真结果的正确性。研究表明,在一种叶片长度的双馈风电机组完成低电压穿越检测后,采用其他长度叶片的风电机组可通过模型仿真方式对其低电压穿越性能进行分析和评估。     

笼型异步风电机组低电压穿越改造方案的比较研究

随着我国风电装机容量的不断扩大,风电场具备低电压穿越能力已成为其并网发电的必要条件,而传统的笼型异步风电机组本身并不具备低电压穿越能力。提出了对不同改造方案的基本评价标准,总结并分析了几种笼型异步风电机组低电压穿越改造方案,并对其中几种可行性较高的方案进行了仿真研究。仿真结果显示,利用动态无功补偿器方案或改进型功率逆变方案都可以实现风电机组的低电压穿越功能。最后利用移动式低电压穿越检测设备对改进型功率逆变方案进行了现场测试,测试结果与仿真结果一致,证明了改造方案的有效性。     

基于M序列的双馈风机变流器参数辨识方法研究

准确的模型和参数是仿真分析风电机组动态特性的基础,变流器控制参数的"黑箱化"使得对其进行参数辨识成为必然.文章主要研究了双馈风电机组变流器控制系统的参数辨识问题.首先建立了变流器控制系统双输入单输出传递函数模型,并离散化得到其辨识等效数学模型.基于该辨识模型,提出了从二次侧量测信号叠加三相M序列的激励方法和基于正余弦优...     

风电机组传动链柔性建模及电网故障响应特性研究

针对风电机组动态特性研究中传动链模型过于简化及对电网故障动态响应特性不足或缺失的问题。综合考虑风电机组传动链各部分的惯量、旋转阻尼、刚度特性等,采用弹簧阻尼质量建模方法,建立风电机组柔性传动链模型,分析说明柔性传动链的二阶欠阻尼系统本质及在电网故障过程中可能存在的扭矩振荡问题。首次考虑传动链柔性特性进行风电机组电网故障动态响应特性系统仿真研究,仿真结果验证理论分析的正确性。并在1.5 MW大容量风电机组上进行现场试验研究,试验结果有力支持了理论分析和仿真结果。     

风电机组低电压穿越过程机械载荷特性研究

分析电网电压跌落引起风电机组各主要结构部件机械载荷变化的应力传递过程,通过建立风电机组电气-机械联合仿真模型,仿真研究低电压穿越过程对机械载荷特性的影响。基于低电压穿越期间载荷测试数据,分析低电压穿越期间塔筒机械载荷及其疲劳损伤情况。研究结果表明,低电压穿越过程对风电机组机械载荷特性具有重要影响,尤其是当风力发电机组不具备低电压穿越能力而导致风电机组脱网时。     

直驱永磁同步风电机组高电压穿越技术研究与试验

针对大容量直驱永磁同步风电机组的高电压穿越问题,研究了电网电压升高对全功率变流器母线电压的影响;在风电机组不同的无功输出情况下,分析了机组升压变压器阻抗对并网点电压影响规律。在此基础上,确定了电网高电压故障下无功电流注入的原则,提出了基于变流器动态无功控制的高电压穿越控制策略,并从"高电压判断-高穿执行-高穿结束"3个方面分析了主控系统协调配合机制。在MATLAB中建立了2.5 MW直驱永磁风电机组的仿真模型,实现了风电机组高电压穿越全过程动态仿真;利用电网高电压发生装置,在MW级直驱永磁同步风电机组上进行了高电压穿越现场试验研究,试验结果表明理论与仿真分析的准确性及控制策略的有效性。     

大容量双馈风电机组虚拟惯量调频技术

针对风电机组不主动参与电网频率调节的问题,量化评估了大容量双馈风电机组利用风轮旋转动能进行调频的能力,提出了基于附加转矩的风电机组虚拟惯量调频控制方法,并研究了其实现原理与控制策略,建立了大容量双馈风电机组Bladed+MATLAB联合仿真模型,实现了虚拟惯量调频全过程动态仿真。首次在MW级风电机组上进行了虚拟惯量调频现场试验,揭示了大容量风电机组虚拟惯量调频的动态特性与技术特点。试验结果表明了理论与仿真分析的准确性及控制策略的有效性。     

基于PC测量仪器的风电机组电能质量测试系统

风电机组的电能质量测试不同于传统负荷的电能质量测试,需要排除电网特性和其他负荷的影响,并考虑不同风速对测试结果的影响,目前常规的电能质量测试仪器无法完成测试。风电机组电能质量测试系统选择高性能的PC测量仪器作为硬件采集平台,通过搭建虚拟电网排除电网结构及其他负荷产生的影响,采用适合风电机组的数字化闪变仪算法实现了风电机组的电能质量测试。测试系统通过对典型风电机组实际测试,证明测试系统完全能够满足风电机组电能质量测试标准IEC61400-21的要求。     

风电机组功率特性和载荷测试场地标定方法

场地标定是量化地形对功率特性测试及载荷测试影响的一种手段。详细介绍了场地标定的具体方法,并以某风场场地标定的数据为例进行了数据处理与分析,最后综合场地标定的结果,得到了功率特性及载荷测试的最终可用扇区。     

双馈风电机组孤岛机理与防孤岛保护试验

通过风电机组孤岛运行特性分析,揭示了风电机组孤岛运行功率不匹配度与公共连接点(PCC)处电压与频率的关系,进行了功率扰动灵敏度定量分析;提出了无功功率-频率反馈和有功功率-电压反馈控制相结合的综合功率扰动孤岛检测法,并进行了双馈风电机组综合功率扰动孤岛检测控制环设计。所提方法具有无检测盲区、检测速度快、可靠性高等特点。通过MATLAB/Simulink仿真实现了双馈风电机组综合功率扰动孤岛检测全过程仿真;并利用RLC负荷模拟设备在2.5 MW大容量双馈风电机组上进行了防孤岛保护现场试验,结果证明了利用所提方法可有效检测风电机组孤岛运行。