风电机组低压穿越中的电力电子技术(下)

为了降低大规模风电并网对电力系统的影响,世界各国的电网运营商相继制定新的并网准则对并网风电场的输出特性作出严格规定,并网导则中的一项重要内容是要求风电场具有低压穿越(LVRT)能力。电力电子技术是提高风电场低电压穿越能力的重要手段,对于变速风电机组,电力电子设备已成为其标准配置,在低电压穿越过程中起到至关重要的作用;对于定速风电机组,电力电子设备是使其满足并网导则的必要部件。本文以我国并网导则为例,介绍LVRT导则对风电机组输出特性的相关要求:分析电网电压跌落对不同类型风电机组的影响;在此基础上,针对不同类型的风电机组,介绍提高其LVRT能力的电力电子技术,并对LVRT技术中当前存在的问题和未来的发展方向进行了讨论。     

计及机组无功调节能力的风电场无功控制研究

风电场的大规模并网及其功率的随机性给电网的无功运行控制带来了严重的困难,在对风电机组结构模型及功率特性分析的基础上,建立了风电场无功优化控制数学模型,在满足电压相关安全约束的前提下,通过优化风电场和场内各机组的无功分摊系数来达到提高经济性运行水平和清洁风能利用率的目标.建立风电场并网无功控制优化仿真算例,结果验证了文中...     

双馈风电机组低电压穿越问题研究

本文介绍了储能Crowbar和电网电压跌落时的无功需求,在此基础上本文提出了一种新的网侧变流器故障时无功控制策略,仿真验证了控制策略的有效性。接着提出了双馈电机风力发电系统低电压穿越的控制逻辑,在双馈电机风力发电系统仿真平台上运用Matlab/simulink,采用储能Crowbar和故障时无功控制策略以及叶尖速比控制等策略实现了双馈电机风力发电系统的低电压穿越。     

风电机组低压穿越中的电力电子技术（上）

为了降低大规模风电并网对电力系统的影响．世界各国的电网运营商相继制定新的并网准则对并网风电场的输出特性作出严格规定,并网导则中的一项重要内容是要求风电场具有低压穿越（LVRT）能力。电力电子技术是提高风电场低电压穿越能力的重要手段,对于变速风电机组,电力电子设备已成为其标准配置,在低电压穿越过程中起到至关重要的作用;对...     

考虑无功支撑的双馈风机高电压穿越控制策略

本文针对目前HVRT控制策略的不足之处,提出了一种基于双馈感应发电机(DFIG)的HVRT控制策略。分析了电压骤升故障下DFIG的暂态过程,为改善故障后转子过电流,提出了转子侧模拟电感控制策略,修正了等效阻抗值的范围,并设计了一种网侧与转子侧协同无功控制方式,满足了电网故障下无功支持的需求。最后将传统控制策略与本文控制策略进行了仿真对比,证明了该控制策略在提高HVRT性能方面的有效性和优越性。     

VSC-HVDC抑制并网PCC点电压波动浅析

大型风电场接入电网可能引起电压闪变和波动、电压暂降、电压偏差以及谐波等电能质量问题。通常对风电场进行无功补偿可以抑制系统电压波动,而轻型直流输电则可以起到无功补偿的作用,抑制并网PCC点电压波动、改善风电场的并网性能。     

DFIG空载并网控制策略的研究

DFIG的并网技术主要有三种：带独立负载并网、孤岛并网和空载并网。空载并网由于其实现简单,并网时冲击电流小,在风电并网中占有很大的优势。文章根据DFIG的运行特点,提出了基于电网电压定向的空载并网控制策略,根据电机转速和电网电压来调节转子励磁电流,实现了有功和无功解耦控制。     

基于物联网技术的风电场无功调度系统设计

在风电场中,风机输出的有功功率是随着风速的变化而变化的,导致输出的有功功率经常不稳定,进而导致补充给电网的无功补偿(SVG)也不稳定。这给风电场及邻近区域的电能质量产生了重大不利影响,甚至会导致局部电网电压崩溃,对电力系统的安全和稳定运行带来严重影响。除此之外,目前,风电场采用的无功补偿方式大多是人工操作,存在大的人身安全隐患。文章针对这些问题提出一种SVG远程监控一体化方案。该SVG监控系统通过采集当前SVG的参数和其所在机房环境参数,并根据现场要求对现有SVG平台自动下发控制指令,这样能够保障风电机组自主调节功率因素,对企业提高生产效率,降低因功率因素低产生的经济处罚,保障人身安全具有巨大的作用。     

IGBT整流器功率因数控制方法及CT损坏对整流器的影响

IGBT整流器通过采用功率因数以及PWM矢量控制技术,使网侧输入功率因数达到1.0,既保证了有功功率传输的最大化,又可减少电网侧无功补偿的设备。高功率因数控制的IGBT整流器完全满足了现场实际使用要求。此外,还阐述了CT异常对整流器的影响。     

基于DSP的电能质量检测技术与无功补偿测控方法

针对目前电能质量检测技术检测精度低,无功补偿效果随着电网电压降低而降低的问题,基于DSP研究了一种新的电能质量检测技术与无功补偿测控方法。通过DSP处理器对电能质量进行检测,确定复序列,在DSP内部对复序列进行转换,通过电压传感器采样,使用空闲线多处理器模式实现串口通信。利用STATCOM实时追踪电流变化,STATCOM以并联的方式连接于电网之中,内部发送的无功电流会跟随电网负荷变化而快速变化,实现功率的自动补偿,确保电网在动态的模式下实现无功补偿。实验结果表明,基于DSP的电能质量检测技术与无功补偿测控方法的测量精度为0.027 3%,满足电网要求,补偿过程不会受到电网电压影响,始终保持在恒定水平。     

双馈风力发电系统低电压穿越的建模与控制

为提高双馈感应风力发电机组并网的运行稳定性,研究电网故障下双馈风电机组的运行特性,使发电机在电网故障时仍能保持不间断的运行。本文主要研究了基于Orowbar保护控制的低电压穿越运行的控制策略,通过Orowbar保护电路来限制电压跌落时转子回路的最大电流,并通过仿真分析了电压跌落的程度和旁路电阻的取值对控制的影响。仿真结果验证了在电网电压骤降下Crowbar保护电路的有效性,可实现双馈风力发电机不间断的运行。     

风电机组的低压穿越改造

摘要：随着风电的快速发展及近年来频繁出现的风机脱网事故,要求并网风电机组具备低电压穿越功能：本文对不同机型的低压穿越技术方案进行分析,阐述风电场低压穿越改造的具体措施。     

Model of DFIG Wind Farm and Study on Its LVRT Capability

As a typical clean and renewable energy, wind power is becoming more and more widely used in electrical industry. However, its characteristics of random and intermittent have brought serious problems to the power system, such as voltage fluctuation and insufficient reactive power. Based on the K-means clustering algorithm, this paper classifies the doubly-fed induction generators (DFIG) according to the operation of propeller pitch angle control. At the same time, to obtain the optimal parameter, advanced particle swarm optimization (PSO) is used. Then the dynamic model of DFIG under the network fault condition is built. What is more, the role that crowbar circuit plays in low voltage ride through (LVRT) is discussed. Finally, simulations in DigSILENT verify the model.     

电网电压跌落时双馈感应风力发电系统无功功率控制策略

为提高双馈风力发电机在电网电压跌落时的不间断运行能力,提出了双馈风力发电机(DIFG)转子侧变流器无功支持控制策略,并进行了仿真研究。仿真结果表明,该控制方案在不增加硬件成本的基础上提供无功支持,降低了电网压降,减少了直流母线电压波动,提高了双馈风力发电系统的低压穿越能力。     

电网电压骤降情况下双馈风力发电机低电压穿越技术分析

根据电网规程要求．在电网故障情况下风力发电机组应能保持与电网的连接并向电网不问断供电。文中建立了在电网故障情况下的双馈感应发电机（DFIC）的数学模型,然后分析了实现低电雁穿越（LVRT）的各种改进控制策略和技术方法。     

Wind Speed Estimation Based Sensorless Output Maximization Control for a Wind Turbine Driving a DFIG

This paper proposes a wind speed estimation based sensorless maximum wind power tracking control for variable-speed wind turbine generators (WTGs). A specific design of the proposed control algorithm for a wind turbine equipped with a doubly fed induction generator (DFIG) is presented. The aerodynamic characteristics of the wind turbine are approximated by a Gaussian radial basis function network based nonlinear input-output mapping. Based on this nonlinear mapping, the wind speed is estimated from the measured generator electrical output power while taking into account the power losses in the WTG and the dynamics of the WTG shaft system. The estimated wind speed is then used to determine the optimal DFIG rotor speed command for maximum wind power extraction. The DFIG speed controller is suitably designed to effectively damp the low-frequency torsional oscillations. The resulting WTG system delivers maximum electrical power to the grid with high efficiency and high reliability without mechanical anemometers. The validity of the proposed control algorithm is verified by simulation studies on a 3.6MW WTG system. In addition, the effectiveness of the proposed wind speed estimation algorithm is demonstrated by experimental studies on a small emulational WTG system.     

基于垂直轴双馈风力发电系统的仿真研究

以垂直轴风轮（VAWT）和双馈感应发电机（DFIG）为研究对象,建立了包括风力机模型、传动系统模型和双馈电机模型的垂直轴双馈风力发电系统的数学模型及结构,采用双馈电机定子磁链定向前馈解耦控制,使得电机的有功分量和无功分量可以分别得到控制。运用Matlab/Simulink建立了系统仿真模型,对定子磁链定向前馈解耦控制策...     

矩阵变换器在变速恒频风力发电中的应用研究

变速恒频风电机组采用矩阵变换器励磁的双馈感应发电机,利用定子磁链定向的矢量变换控制,将同步d-q坐标系下的双馈电机数学模型简化后得到矢量控制模型,该模型与m-t坐标系下的双馈电机数学模型一起构成有功和无功功率解耦控制的双闭环PI控制方案。实验结果验证了定子磁链定向的矢量控制策略既能保证定子输出频率恒定,又能较好地跟踪风力机的最大功率输出。