导语:随着风力发电机组在电网中的市场份额持续增长,低电压穿越(LVRT)能力已成为保障电网稳定运行的关键因素。为了提升双馈异步发电机(DFIG)的抗故障能力,本文首先建立了DFIG的精确数学模型,然后采用定子磁链定向控制(SFO)策略,并通过Matlab/Simulink进行了详尽的仿真验证。结果表明,SFO控制策略能够有效地提高DFIG在低电压条件下的穿越能力。
1引言
由于DFIG风力发电机组在现代电力系统中的应用日益广泛,其容量占比不断上升。在面对突发性短路故障时,传统做法是直接切除风力发电机组以维护网络稳定。这一做法虽然简单却可能导致严重后果,如大范围停電和复杂恢复过程。此刻,更为理智和实用的方法是要求风力发动机具备较强的低压穿越能力,以减轻对整体能源供应的影响。
2 DFIG数学模型
图1展示了一台典型的双馈感应风力发电机系统结构,其中包括但不限于风轮、变速齿轮箱、双馈式发动机、双PWM变频器以及直流侧连接至直流母线和转子侧接入变频器等主要部件。图中所示系统允许对转子的速度、相位及幅度进行精确调节,同时能实现双向可逆功率流动。此外,由于其敏感性与小容量限制,使得它更易受到网络波动影响,因此必须采取适当措施以增强其抗干扰性能。
通过分析DFIG在两相任意旋转状态下的d-p坐标系下矢量方程,以及磁链方程,我们可以推导出同步速旋转d-p坐标下各种物理参数及其变化规律。这些计算对于理解并优化DFIG行为至关重要,也为开发新型控制策略提供了坚实基础。