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,要求机组能够在低电压状态下进行穿越。为了实现这一目标,本文建立了双馈异步发电机(DFIG)的数学模型,并采用定子磁链定向控制(SFO)策略。在Matlab/Simulink软件中进行仿真,结果表明该控制策略能够有效地帮助DFIG在低电压故障条件下正常运行。
1 引言
一般来说,由于DFIG风力发电机组占比较小,当出现故障时,通常采取直接切除的措施,以维护电网稳定。但随着其容量的增加,这种做法可能导致严重的波动和停電问题。这促使研究者提出了一系列技术方法来实现DFIG的低压穿越。目前主要有两种策略:一种是改进变频器控制;另一种是通过硬件保护改变拓扑结构。每种方法都有其适用范围和优缺点,因此需根据具体情况选择合适的方法。本文重点讨论的是在小幅度跌落情况下的SFO策略。
2 DFIG数学模型
图1展示了双馈感应风力发电机系统结构,该系统由多个关键部分构成,包括风轮、变速齿轮箱、双馈式发电机、变频器等。在此基础上,我们建立了DFIG定子的数学模型,并对转子侧进行了详细分析。此外,我们还考虑到了直流侧母线的稳定性,以及转子侧功率流动的问题。
通过利用坐标转换原理,我们推导出了同步旋转d-p坐标系下的DFIG定、转子及磁链方程。在这个过程中,我们使用了惯例性的电子机械方程,并且将它们简化以便于后续分析。此外,为确保计算精度,我们还考虑到了坐标轴之间相对于参考系位置变化所引起的一些影响因素。