基于DIgSILENT的双馈风机低电压穿越特性分析

多次发生的大规模风电机组相继脱网事故严重影响集群风电并网消纳和电网安全. 当电力系统电压出现跌落时,大容量风电场的切出会影响系统运行的稳定性,这就要求风电机组具备低电压穿越能力,以保证系统出现电压跌落时风电机组不间断并网运行. 为研究风电机组与系统的交互影响,探讨了双馈风电机组撬棒保护电阻取值、投切控制策略,并分析了低电压情况下双馈风电机组DFIG的保护控制措施与系统动态特性之间的联系. 在DIgSILENT中搭建双馈风电场分析撬棒阻值不同对风机实现低电压穿越的影响,并研究了不同故障情况下双馈风机低电压穿越特性. 本文的研究结果可以为风电机组的并网运行和电网的稳定运行提供参考.     

直驱永磁风电机组低电压穿越的一种控制策略

为提高并网直驱永磁风电机组低电压穿越运行能力,提出一种适用于双PWM变换器并网的永磁直驱风电机组低电压穿越运行的电机侧及电网侧变换器协调控制策略。电网电压跌落时,根据输入电网的电磁功率的变化控制电机侧变换器来限制发电机的电磁功率以平衡输入直流侧电容的功率,稳定直流侧电压;根据电网电压跌落深度控制电网侧变换器,提供一定的无功电流,有利于电网电压稳定与恢复,提高风电机组的低电压穿越能力。仿真结果表明,所提控制方案无需硬件装置,能有效实现永磁直驱风电机组的低电压穿越运行。     

直驱风电系统低电压运行特性研究

针对永磁直驱风电系统,分析了机侧和网侧变流器的控制策略。为增强风电系统低电压穿越的能力,提出一种网侧变流器运行于无功优先输出模式的控制策略。在电网电压跌落时,风电机组可依据国网公司并网技术规范要求的电网的无功电流需求以及电网电压的跌落深度迅速向电网提供无功支撑,提升电网电压。仿真结果表明该控制策略可有效提高永磁直驱风电系统的低电压穿越能力。     

双馈异步风力发电系统低电压穿越控制策略仿真

根据我国颁布的风电并网标准,将电压跌落深度区域划分为三个,讨论了在不同区域内DFIG实现低电压穿越的方法,并且在Matlab／simulink环境下进行了仿真验证。仿真结果表明：装设有撬棒和chopper保护的DFIG在实现低电压穿越问题上相比于只有主动式撬棒保护的DFIG更有优势,并且可以保护双馈风电机组在电压跌落深度在80％以内的情况下不被切机。因此,含有撬棒和chopper保护的DFIG在较多情况下已经具备低电压穿越能力。     

基于滑模和扩张状态观测器对双馈风机低电压穿越的控制研究

为满足双馈式风电机组具有低电压穿越的能力,确保双馈式风电机组在电网电压跌落时不会脱网,并持续向电网提供无功。本文提出采用积分滑动模态控制策略和扩张状态观测器来改善和提高双馈式风电机组的低电压穿越能力。在指数趋近律下,通过积分滑动模态控制与双馈式风电机组模型进行结合,形成系统的控制策略。利用扩张状态观测器对系统状态量进行跟踪并估计扰动。通过仿真实验证实该策略的可行性。     

改进的双馈风电机组低电压穿越能力研究

针对风电机组低电压穿越能力的要求,在分析Crowbar电路和串联制动电阻(SDBR)保护原理的基础上,提出利用两种方式结合的方法来改善双馈风电机组的低电压穿越能力。利用Matlab/Simulink仿真平台建立基于双馈风力发电机的风电系统仿真模型,并将仿真结果同不加任何保护装置的风电系统各参数进行对比。结果表明,改进的保护措施能有效保护风电机组,提高机组的低电压穿越能力。     

Crowbar电路在低电压穿越技术中的研究

电力系统风电并网中,风机需要具备低电压穿越性能,即电网电压波动时风机可以不脱离运行并向电网回馈能量,通过对三电平整流器的SVPWM的控制算法、二极管钳位型三电平变流器和电网跌落对风电变流器的影响三方面的研究,针对大功率直驱变流器提出一种基于耗能型的Crowbar电路,相比于传统保护电路和控制策略,所提出的方案增加了制动单元,并设计了其中开关管的控制方法,来实现低电压穿越的能力,并通过1.5MW的直驱风电机组及并网变流器构成并网系统验证设计的合理性.     

双馈异步风力发电系统Crowbar保护研究

目前,基于双馈异步发电机（DFIG）的风力发电系统,已被当前的风电工业界所广泛接受。为了满足新的入网规程的要求,必须对电网电压跌落期间双馈异步发电机的低电压穿越能力进行研究。本文首先分析了电网电压跌落的情况下DFIG的瞬态特性．继而总结、评价了Crowbar保护电路的两种类型,最后指出了影响Crowbar电路保护效果的因素,以期对双馈异步风电系统的低电压保护方案的选择和实现做进一步的探索和研究。     

电网电压对称跌落下Z源永磁直驱风电系统的 运行与控制研究

在Z源风力发电系统中,当电网电压发生对称跌落时,会导致Z源网络电容电压上升和交流侧过电流,严重威胁风电机组和变流器的安全,破坏系统的稳定运行。针对这一问题,提出一种适用于Z源永磁直驱发电系统在电网电压对称跌落情况下的故障穿越策略。详细分析了Z源永磁直驱系统的工作原理,建立了Z源逆变器的数学模型。在电网电压正常情况下,运用Z源电容电压外环控制和电流内环控制的双闭环控制策略,实现Z源风力发电系统的单位功率因数并网运行;在电网电压发生三相对称跌落的情况下,分析功率流动情况,将耗能crowbar电路并联在Z源网络输入端,以实现系统的低电压穿越,从而保持恒定的Z源电容电压和稳定的交流侧电流。最后,在Matlab/Simulink中搭建模型进行系统仿真,仿真结果验证了所提方法的有效性。     

风电机组低电压穿越测试系统人机接口设计与实现

随着大型风力发电机组装机容量的不断增加,要求风电系统具有低电压穿越能力。研制测试低电压穿越能力的实物装置成本高且耗时长。基于模块化的建模思想,利用Matlab/simulink建立了风力发电低电压穿越仿真模型,并利用Matlab提供的GUI设计了基于图形用户界面的风力发电机组低电压穿越仿真测试系统,采用GUI和Simulink数据交换技术实现了参数设置、数据和波形实时显示、故障分区和偏差计算等功能。结果表明,此测试系统操作方便,人机交互性强,可以得到可信度高的仿真数据和直观的波形曲线,以及符合标准的测试报告,是一个低成本高参考价值的软件测试平台。     

提高DFIG低电压穿越能力的改进控制策略

双馈感应发电机(doubly fed induction generator, DFIG)并网处发生短路故障时,基于传统crowbar技术的DFIG低电压穿越能力较低,须从电网吸收大量的无功功率,机端电压难以恢复。针对这一技术弊端,提出一种改进的综合控制策略:首先在原有crowbar技术的基础上引入直流卸荷电路(DC-chopper),在故障时能够抑制直流母线过电压和转子侧过电流;其次在转子侧变换器引入一个定子励磁电流的微分补偿项控制,以提升机组系统轴系机械应力。当电网发生严重故障时,改进的网侧变换器控制策略可将正常运行模式切换到无功支撑模式,从而补偿系统所需无功并为电网提供部分的无功功率。在PSCAD/EMTDC平台搭建DFIG并网的仿真模型,其仿真结果表明,在不同电压跌落程度下,提出的控制策略均能提高DFIG的低电压穿越能力。     

几种常见风力发电机机型的低电压穿越方案

由于风力发电机相对于传统大容量发电机更容易失去稳定运行状态,因此风力发电机并网问题变得非常突出.低电压穿越功能作为风力发电机并网的难点之一,国家能源局对此制定了相应的规范.结合中电投东北新能源发展有限公司已投产的北票项目,对3类常见的风力发电机组的低电压穿越方案进行了分析,并通过试验验证了方案的合理性和可行性.     

几种常见风力发电机机型的低电压穿越方案

由于风力发电机相对于传统大容量发电机更容易失去稳定运行状态,因此风力发电机并网问题变得非常突出.低电压穿越功能作为风力发电机并网的难点之一,国家能源局对此制定了相应的规范.结合中电投东北新能源发展有限公司已投产的北票项目,对3类常见的风力发电机组的低电压穿越方案进行了分析,并通过试验验证了方案的合理性和可行性.     

海上风电机组低电压穿越远端检测

为解决长距离输电海缆对海上风电机组低电压穿越远端检测的影响问题,根据基于风力发电机出口端发展和制定的低电压穿越(LVRT)测试技术和标准,建立了低电压穿越分析模型,提出海上风电机组低电压穿越远端检测方法。按照现有检测方法分析了稳态、暂态情况下远端检测和近端检测的区别,得出远端检测中导致风机切机的外部原因为限流电抗与输电海缆的相互影响使机端电压升高、暂态过程延长、机端电压谐波含量增加。提出利用电力电子开关替代传统检测设备中的断路器,以便能精确控制电抗的动作时间。改进阻抗的动作时序,使短路电抗和限流电抗投入或退出电路的时间间隔最短,以避免限流电抗与输电海缆的相互作用对远端检测的影响。仿真验证了改进检测方法的有效性,为远端检测设备的研制提供了借鉴。     

基于径向基神经网络的双馈风力发电机低电压穿越控制研究

根据风力机能量转化机理及风电机组运行状态,建立了双馈感应发电机(DFIG)完整的5阶数学模型,分析了其电流控制方案,提出了一种基于径向基(RBF)神经网络辨识的PI控制器自适应控制算法.利用RBF神经网络进行在线辨识,并根据被控对象的Jacobian信息在线调整PI控制器参数,以改善系统的动态响应特性和提高系统的低电压穿越(LVRT)能力.通过构建系统的Simulink仿真模型进行仿真.结果表明,该控制算法有效地抑制了由电压跌落引起的电流震荡,缩短了系统的故障恢复时间,增加了系统的自适应性和鲁棒性,从而提高了系统的低电压穿越(LVRT)能力.