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的数学模型,然后引入了定子磁链定向控制(SFO)策略,并通过Matlab/Simulink进行了详尽的仿真分析。结果表明,采用SFO策略可以有效地提高DFIG在低电压条件下的故障穿越能力。
1 引言
一般而言,由于DFIG风力发电机组在现有的电网中占有比例较小,当发生短路故障时,通常会采取直接切除风力发电机组以维护系统稳定。但随着DFIG安装容量不断增加,其对整体系统的影响也日益显著。在这种情况下,即使是小幅度的電網電壓跌落,也可能导致大面积停電和复杂恢复问题,这些问题严重损害了整个系統的可靠性和效率。
针对此类挑战,一系列技术方案被提出,其中包括变频器控制优化和硬件保护改进两种主要策略。前者适用于较小程度的電網跌落,而后者则适用于更为严峻的情景。此外,每种方法都存在其自身的优势与局限性,因此选择合适的手段至关重要。本文将重点探讨并应用定子磁链定向控制(SFO)策略,以应对相对较小程度的電網跌落情形。
2 DFIG数学模型
图1展示了一台典型双馈感应风力发动机系统结构,该系统由风轮、变速齿轮箱、双馈式发动机、双PWM变频器、直流侧存储设备及转换器等部分构成。在这个结构中,双馈式发动机会通过一个转换器直接连接到输送网络,而转子侧则通过两个独立但相互作用的大功率 PWM 变频器来实现励磁与转差功率之间两边传递。此外,与其他类型不同的是,该设计允许从网络端实现无功输出,从而提供一种灵活且高效的一般用途解决方案。
然而,由于这种结构设计,它对于网络中的过载非常敏感,而且由于它的小容量,它无法有效地处理突如其来的网络故障。当发生降压事件时,如今必须找到新的方法来克服这些不足点本文将介绍如何使用SFO来改善这方面的情况。