恒速和双馈感应风电机的稳定性研究

随着并网风电容量的增大,风电在电力系统中比重的增加,为研究风力发电系统的稳定性,采用电力系统仿真软件DIgSILENT/PowerFactory对恒速和双馈感应两种异步风电机进行建模仿真,分析其在短路故障时不同风电机组及电气参数对系统恢复稳定的影响。结果表明:双馈感应风电机的故障动态响应比较敏感,具有明显优势。     

改进的双馈风电机组故障穿越控制策略研究

基于传统矢量控制技术,该文提出一种改进的矢量控制技术来抑制双馈感应电机故障期间的转子过电流,以提高双馈风电机组故障穿越能力。从分析传统矢量控制技术入手,提出一种改进的矢量控制技术,其主要特点是反映定子电压瞬态对转子电流的影响,但并未增加控制的复杂程度。从理论的角度对所提方案能提高双馈风电机组故障穿越能力的机理进行深入分析。最后,对基于PSCAD/EMTDC软件环境下搭建的2 MW双馈风电机组模型进行仿真研究。仿真结果表明所提方案能有效抑制双馈感应电机故障期间的转子过电流,从而提高双馈风电机组的故障穿越能力。     

并网双馈风电机组低电压穿越能力研究

详细分析了双馈风电机组LVRT功能的实现原理,并在电力系统仿真分析软件PSASP中建立双馈风电机组的LVRT功能模型,采用地理接线图直观地表示风电场外部系统发生短路故障瞬间对风电机组端电压的影响．并以我国某地区电网为例来分析在风电场接入方式不同的情况下系统短路故障对风电机组的影响。根据仿真结果给出风电机组LVRT能力的最低电压限值要求。最后提出了利用串联制动电阻来提高风电机组的LVRT能力的新方法。分析结果表明,串联制动电阻能够可观地提高风电机组的低电压穿越能力。具有较高LVRT能力的风电机组。可以节省一定的投资费用,在一定程度上降低了风电的上网电价。     

双馈变速风电机组低电压穿越控制

当系统中风电装机容量比例较大时,系统故障导致电压跌落后,风电场切除会严重影响系统运行的稳定性,这就要求风电机组具有低电压穿越（Low Voltage Ride Through,LVRT）能力,保证系统发生故障后风电机组不间断并网运行。分析了双馈风电机组LVRT原理和基于转子撬棒保护（crow-bar protection）的LVRT控制策略,在电力系统仿真分析软件DIgSILENT/Power Factory中建立了双馈风电机组模型及其LVRT控制模型,以某地区风电系统为例进行仿真计算,分析转子撬棒投入与切除策略及动作时间对实现机组LVRT的影响。     

基于双馈感应风机的虚拟惯量控制研究

介绍了双馈感应风力发电机组发电系统的原理,针对虚拟惯量控制通常给系统带来的频率恢复时间变长以及频率二次跌落现象,文章提出一种通过双馈感应风电机组为系统提供频率支撑的新策略,并在Matlab/Simulink仿真软件上搭建了双馈感应风电机组发电系统模型,仿真结果证明文章所提出策略能够在有效提高电力系统频率的动态响应性能的同时,避免频率的二次下跌。     

风电接入对安庆地区电网的影响

为研究风电接入对安庆电网的影响,根据风功率的转换特性及双馈感应电机的运行特性,建立了风电场的风功率模型及双馈感应电机的动态模型,利用中国版BPA软件分析了风电接入系统后对电网静态电压稳定性、网损、短路电流及电网暂态稳定性的影响。结果表明,风电接入后电网电压满足正常运行要求,有利于网损的减小,但增大了短路点的短路电流;此外,由于风电容量较小,风电接入对电网暂态稳定性影响不大。可见,风电接入后安庆电网能安全经济运行。     

直驱与双馈风电机组的故障特性对比分析

基于PSCAD软件建立了直驱永磁同步风电机组(D-PMSG)和双馈感应式风电机组(DFIG)的暂态仿真模型,对比分析了D-PMSG和DFIG风电机组在单相、三相短路故障下的故障特性。仿真结果表明:D-PMSG在电网发生故障时能向电网提供几乎恒定的持续故障电流和一定的无功支持;DFIG在电网发生故障时能提供持续的故障电流,但故障电流呈衰减特性。     

不同风电机组的频率响应特性仿真分析

研究分析了恒速异步风力发电机、双馈感应风力发电机和直驱永磁同步风力发电机组成的风电场的频率响应特性;利用DIgSILENT/PowerFactory建立了风电场的动态模型;通过仿真显示:由于采用解耦控制方式,基于双馈感应电机、直驱永磁同步电机的变速风电机组不能对系统频率变化做出快速有效响应,而基于异步感应电机的恒速风电机组能快速地对系统频率变化做出正确响应,能有效地提高系统的频率稳定性。     

基于风电机故障的电力系统运营风险评估及保险转移的研究

风电机故障导致的系统电力缺额会给系统运营带来经济损失,目前由系统运营部门承担。为实现风险转移,建立了风电场风电机故障概率出力模型,并考虑了风电场风电机故障下电力系统运营的风险,通过对风电机故障条件下电力系统的蒙特卡罗抽样仿真,计算了不同负荷条件下电力系统运营调度的经济风险,并制定相应的保险转移机制。为全面评估风电的经济价值和风电场的规划设计提供了参考,并为风电场风电机故障风险转移提供了一种可供选择的方法。     

基于控切配合的高比例风电电力系统紧急频率控制方法

高比例风电送端电网易因通道异常和中断导致高频问题。现有研究忽略了风电机组的减载控制与切机的相互影响,不仅影响频率控制效果,还可能限制系统的后续频率响应能力。为此,分析了风电电力系统的暂态频率响应特性,提出了双馈风电机组“控切配合”的思想,构建了考虑双馈风电机组转速恢复约束的风电电力系统紧急频率控制的优化模型;进而提出了一种基于控切配合的高比例风电电力系统紧急频率控制方法,最后通过算例验证表明该方法能够有效提高电力系统的紧急频率控制能力,保障高比例风电电力系统的频率稳定。     

双馈风电机组的高电压穿越控制策略

分析了广义电网电压骤升(含对称、不对称骤升)故障下双馈风电机组电磁暂态过渡过程,评估了影响机组高电压穿越运行的关键因素,并梳理了电压骤升、骤降故障诱发双馈机组脱网机理的异同。提出了一种基于瞬态灭磁控制和无功电流支持的双馈机组高电压穿越控制方案。仿真和实验结果表明,所述方案能够显著加快故障电网条件下双馈感应电机定子磁链中直流、负序分量的衰减,进而快速抑制机组电磁转矩和母线电压的波动;同时能够满足并网规范对机组无功电流输出的要求,实现机组的故障穿越运行。     

双馈风力发电系统故障不脱网运行能力研究

论述了变速双馈风力发电系统电网故障时的控制策略,提出了电网故障时转子过流保护、机械振荡阻尼控制、电压支持控制和无功功率泵升控制等策略,并通过仿真分析了三相短路故障时变速双馈风电系统的动态性能,采用该文的控制策略可有效保护变换器,抑制机械振荡,提供一定的电压支持和无功功率泵升能力,使双馈风电系统具有较好的故障不脱网运行能力,并提高了整个电力系统的稳定性.     

基于势能-滑模的双馈风电机组广域阻尼控制设计方法

通过构建模型的方式解决双馈感应发电机并入电力系统中存在的非线性功率振荡问题，提出一种具有非线性和鲁棒性的新型功率振荡阻尼控制器，以减小此类系统中的功率振荡。首先，结合双馈感应发电机特性，构造含风电电力系统的能量函数模型。其次，根据构建的稳定流形构建滑模面，对于建模和仿真过程中存在的一些误差和外部干扰，采用扩展状态观测器进行估计。最后，基于扩展状态观测器、滑模变结构控制理论、能量函数设计双馈感应发电机的功率振荡阻尼控制器，并在四机两区系统中验证该方法的有效性。     

适用于全故障类型的双馈风电场送出线负序电流纵联保护方案

随着双馈风电机组（DFIG）并网容量的增加,给风电场送出线继电保护的整定带来新的挑战,保护动作性能下降甚至会出现拒动和误动的风险。为此,首先分析双馈风电机组负序电流分量特征;然后进一步分析风电场经交、直流并网时交流送出线两侧电流的特征差异,提出一种适用于双馈风电场送出线的负序电流分量纵联保护新方法。该方法利用双馈风电场送出线两侧负序电流的幅值比和相位差构成保护动作判据,同时,利用数据延时在对称故障下构造出负序分量,使其能适用于风电场送出线的各种故障类型,且具有灵敏度高、耐受过渡电阻能力强等优点。最后,在Matlab/Simulink和PSCAD/EMTDC中搭建双馈风电机组电磁暂态仿真模型,仿真分析保护方案在交直流送出线上的适应性。     

基于PSCAD的双馈感应发电机矢量控制研究

在各种风力发电系统方案中,双馈感应电机（DFIG）变速恒频风力发电系统以其独特的优点逐渐成为当今风力发电的主流。在分析双馈电机的数学模型及原理的基础上,建立了基于定子磁链定向矢量控制的双馈感应电机风力发电系统模型。运用目前国外广泛应用的电力系统计算机辅助设计软件PSCAD/EMTDC对该系统进行仿真研究,并分析风力发电机运行时的动态性能。仿真结果表明,该控制方式实现了定子端口有功功率和无功功率的解耦控制,具有良好的控制效果。     

提高多机风力发电并网系统稳定性的研究

风电受自然条件的影响不能持续稳定地输出电能,当大量风电并入电网势必对电力系统稳定性产生不利影响.为确保电力系统的稳定运行,提出基于模糊逻辑控制的超级电容器储能系统(SCESS)结合双馈感应发电机(DFIG)的解决方案,采用Matlab/Smiulink软件对多机风力发电并网系统进行了仿真分析.仿真结果表明:所提出的SC...     

双馈风力发电系统在电网故障下的动态响应分析

该文在建立电网故障时双馈发电机定子电压空间矢量模型的基础上,对双馈感应发电机以及变换器在电网不对称故障及对称故障时的动态响应特性进行了详细的定量和定性分析,揭示了双馈发电系统暂态故障响应的本质及各电磁量的变化规律.推导出了双馈发电机电网故障电流的最大值及其发生时刻.并在此基础上,提出了实现风电机组故障穿越技术的基本准则.     

风电接入地区电网的的静态电压稳定性研究

通过电力系统仿真软件DIgSILENT对实际系统进行了大量潮流计算,分别使用P-V和V—D曲线分析方法对异步机风电场与基于双馈感应电机的变速风电场接入电网后的静态电压稳定性进行了比较研究;通过研究表明在静态方面基于双馈感应发电机的变速风电场的电压稳定性明显要好于异步机风电场,可以在很大程度上提高风电场接入系统的最大容量。     

风电场的继电保护

大规模风电接人系统对电力系统电能质量的影响较大.风能的随机性和不可控性,使风电占系统容量的份额增大时,向系统提供的短路电流也越来越大,因此,风电保护配置对电网的影响也是重要的.文章对风电系统保护进行了论述,分析了风电对电网继电保护的影响,使用MATLAB的动态仿真工具SIMULINK、对包含风电场的单机无穷大电力系统发生联络线故障时进行动态仿真.通过分析双馈发电机不同故障类型下的故障电压、电流曲线,指出风电场应采用的适应性保护.     

双馈风力发电系统变流器故障诊断方法研究

确定风电机组变流器故障类型和位置,是保证风电机组运行的重要前提。文章分析了双馈风力发电系统变流器的组成和运行原理,利用仿真软件PSCAD搭建了仿真模型;采用小波包分析去噪并提取变流器故障特征向量;应用支持向量机方法进行故障分类,实现了双馈式风力发电系统变流器的故障诊断。仿真结果验证了该方法应用于双馈式风力发电系统变流器故障诊断的可行性和准确性。