导语:随着风力发电机组在电网中的比例不断增长,当发生短路故障时,要求这些机组具备较强的低电压穿越(LVRT)能力。为了实现这一目标,本文首先建立了双馈异步发电机(DFIG)的数学模型,并且引入了定子磁链定向控制(SFO)策略。通过Matlab/Simulink软件进行仿真,我们发现采用这种控制策略可以有效地帮助DFIG在低电压条件下正常运行。
引言
由于DFIG风力发电机组在现代电网中所占的比例逐渐增大,当发生短路或其他类型的故障时,传统方法通常是直接切除这类机组以维持网络稳定。这一做法虽然简便,但当考虑到其容量增大的情况时,这种措施可能会导致对整体系统造成严重影响,如潮流波动和停電等问题。此外,由于各国对于低电压穿越能力的规范不同,各种技术方案也开始浮出水面。目前主要有两种方法:一种是改进变频器控制策略;另一种是在DFIG上增加硬件保护设备改变拓扑结构。本文基于SFO策略,以适应小幅度跌落的情况。
DFIG数学模型
图1显示了双馈感应风力发电机系统结构,其中包括风轮、变速齿轮箱、双馈式发电机、双PWM变频器以及直流侧和交流侧相应的元件。转子侧通过双PWM变频器与直流母线连接,而网侧则直接并入主干网。在这种设计下,可以实现对转子的三相当前频率、相位及幅值的精确调节,同时保持直流母线稳定的同时,也能间接调整无功功率。此外,由于该设计使得DFIG对网络更为敏感,因此在遇到网络突降事件时需要特别关注其表现。
利用坐标转换原理,在同步速旋转d-p坐标系下推导出了定子和转子轴下的矢量方程。