双馈异步风电机组谐波产生原因分析

双馈异步风电机组(以下简称DFIG)和电压型PWM变流器(以下简称变流器)组成的风电机组在运行过程中极易产生对电网质量有害的谐波,经过理论分析和实践,发现了产生谐波的主要原因,提出了解决风电机组系统谐波的有效措施。同时提供了一组由变流器供电的DFIG谐波检测数据,对DFIG的设计和电网谐波的抑制及检测具有一定的参考意义。     

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。     

不对称电压跌落下双馈风电机组无功极限分析

文章分析了定子侧最大电流对DFIG在不对称电压跌落下无功极限的限制。根据3种限制因素,以及4种不同控制目标下,转子正负序dq轴电流与给定定子有功、无功的关系,得到无功极限曲线。根据无功极限曲线设计功率限幅器,并在DFIG机组上进行仿真,结果表明,该限幅器可以有效地减小crowbar投入次数,提高系统低电压穿越能力。     

基于减载的双馈风电机组联合故障穿越方案

分析电网电压故障期间双馈风电机组功率流动关系、减载控制原理以及减载能力影响因素,并提出一种基于减载的双馈风电机组联合故障穿越方案,该方案包括:1)定子电流实时跟踪的减载故障穿越方案;2)直流侧卸荷电路.前者主要抑制双馈感应电机转子故障电流,后者主要稳定直流母线电压.最后,基于PSCAD/EMTDC仿真软件搭建的模型,验...     

并网永磁直驱风电机组故障穿越能力仿真研究

随着电力电子器件成本下降,拥有全功率变换器的永磁直驱风机成为各国关注热点。风电场容量不断增大,要求风电机组具有故障穿越能力。本文以直驱同步风电发电机组为研究对象,利用matlab/simulink搭建了直驱同步风电机组的动态数学模型,对直驱同步风电机组故障穿越能力进行仿真研究,试验结果表明：在风电场接入点发生故障时,直驱同步风电机组具有故障穿越功能。尤其在电网发生电压跌落时,直驱风机能为系统提供一定的无功支撑。有效防止系统电压过多降落。提高了系统故障运行的稳定性。     

直驱与双馈风机技术流派对比分析

当前,随着我国风电行业的发展壮大,国产风电技术装备行业也取得长足进步,风电设备国产化程度日益提高引起了项目工程造价持续降低,因此,风机选型对于保障风场运行安全及降低维修成本起到至关重要的作用.直驱与双馈风机技术流派分别具有各自特点,将对我国风电产业发展起到重要影响作用.     

考虑变流器容错特性的海上双馈风电机组绕组短路故障辨识

海上双馈风力发电机组须具备一定的容错能力,以减少因机组故障造成的停机损失.文章针对海上双馈机组变流器的定子负序电流,在容错控制算法中会抑制故障特征放大的情况,研究并量化该容错控制算法对负序电流、Park's矢量轨迹、Park's矢量圆的椭圆度等故障特征的影响,并提出径向基神经网络融合拟序阻抗的故障辨识方法,解决了故障识...     

110kV线路缺相故障对双馈风电机组运行影响的分析

随着风电的快速发展以及随之出现的风电消纳问题,风电对电网的影响得到了越来越多的关注。但电网的不稳定性或故障对风电机组的影响往往被忽视,而电网的不稳定性或故障引起的破坏性影响却是风电机组安全运行的重要隐患。本文通过对黑龙江某风场发生的110kV线路缺相故障进行了深入分析,针对故障造成的大量风电机组设备的损坏原因进行了探讨,以便通过具体的实例引起对风场高压侧电网稳定性的重视。     

双馈异步风电机组机侧转速控制器的设计与仿真研究

双馈异步风力发电机组(DFIG)机侧(即转子侧)变流器作为其电控系统的核心控制部件,主要负责双馈感应电机的转速控制和发电机无功调节任务,但由于其具有非线性、强耦合等复杂特性,导致变流器的控制器设计十分困难。针对上述情况,提供一种DFIG转子侧变流器控制策略设计方法和控制参数优化方法,可通过调节转子侧电流大小实现双馈感应电机转速、无功的无静差调节;并以1.5 MW DFIG实际参数为模型,利用Simulink仿真软件对该控制策略进行仿真验证。研究结果表明：利用PI控制器可实现DFIG转速-转矩控制,发电机转子侧电流理论上可实现无静差跟踪。     

电网不同故障下DFIG特性分析及保护措施建议

目前,国内外对DFIG的研究主要侧重于风力发电机组控制策略方面,而对于不同电网故障情况下DFIG的运行特性分析较少。鉴于此,在DIgSILENT／PowerFactory下建立TDFIG模型,利用含风电场的WSCC三机九节点仿真系统,进行了电网不同故障情况下的一系列仿真,重点分析了电网不同故障情况下DFIG的运行特性,研究了风电场与电网之间的交互影响及相应的保护措施,为大规模风电接入电网的运行控制提供依据。     

超级电容提高直驱永磁风力发电系统故障穿越能力的协调控制策略

为避免电网故障时风电机组脱网运行,针对电网不同故障类型,对直驱永磁同步风力发电系统的故障穿越进行研究,利用超级电容和Buck-Boost电路,以提高风力发电系统控制灵活性。文章研究永磁风电系统的双PWM变换器中的网侧变换器和超级电容储能的双向Buck-Boost变换器的协调控制策略,协调控制策略根据电网状况切换于电网故障和电网正常两种模式,并在Matlab/Simulink环境中进行仿真研究,结果表明采用超级电容可以提高D-PMSG WTGS的故障穿越能力,验证了所论协调控制策略的正确性和有效性。     

考虑LVRT的双馈风电机组对电网频率的影响分析

为研究具备低电压穿越(LVRT)性能的双馈感应风力发电机(DFIG)对系统频率稳定性的影响,首先利用转子运动方程和等效导纳模型对故障穿越期间和故障恢复期间系统频率与风机馈入系统的有功功率之间的关系进行理论推导,建立含双馈风电机组的电网频率响应解析模型,在此基础上分析了低电压穿越特性对系统频率稳定性的影响;然后基于PSC...     

双馈风电机组PWM变换器的控制策略及其参数优化

为提高双馈风电机组PWM变换器的控制效果、提高机组电能质量,基于双馈风电机组PWM变换器数学模型并结合矢量控制理论,提出利用非线性单纯形算法优化双馈风电机组PWM变换器PI控制器参数,并在电磁暂态仿真软件PSCAD/EMTDC中对优化前后系统的动态性能进行了比较。结果表明,利用该优化方法能够改善控制系统的各项动态性能,提高了控制精度,且具有良好的鲁棒性。     

Fault ride-through capability of DFIG wind turbines

This paper concentrates on the fault ride-through capability of doubly fed induction generator (DFIG) wind turbines. The main attention in the paper is, therefore, drawn to the control of the DFIG wind turbine and of its power converter and to the ability to protect itself without disconnection during grid faults. The paper provides also an overview on the interaction between variable-speed DFIG wind turbines and the power system subjected to disturbances, such as short circuit faults. The dynamic model of DFIG wind turbine includes models for both mechanical components as well as for all electrical components, controllers and for the protection device of DFIG necessary during grid faults. The viewpoint of the paper is to carry out different simulations to provide insight and understanding of the grid fault impact on both DFIG wind turbines and on the power system itself. The dynamic behaviour of DFIG wind turbines during grid faults is simulated and assessed by using a transmission power system generic model developed and delivered by the Danish Transmission System Operator Energinet.dk in the power system simulation toolbox PowerFactory DIgSILENT. The data for the wind turbines are not linked to a specific manufacturer, but are representative for the turbine and generator type used in variable-speed DFIG wind turbines with pitch control.     

双馈风力发电机并网新型控制策略分析

通过研究已有的风力发电机空载并网控制的文献,指出定子磁链并网控制策略的不足之处,提出了电网电压并网控制策略,同时通过试验设计了并网前相位与相序的检测方法。通过仿真发现,在此控制策略下,双馈风力发电机定子侧的电压在频率、幅值、相位上接近电网电压,达到了无冲击并网的目的,验证了此控制策略的正确性和有效性,是空载并网方式的一种理想的控制策略。     

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。     

A versatile method for computation of power pulsations in DFIG under grid imperfections

In the context of a Doubly Fed Induction Generator (DFIG) connected to the utility grid under unbalanced voltage conditions, the controller design needs to ensure additional challenges such as restricting the Total Harmonic Distortion (THD) in grid current, minimizing the pulsations in generated power, torque, dc link voltage etc. apart from facilitating the generator power control. Thus the schemes for generating reference currents for rotor converters need to incorporate a measure of power pulsations to what is required for steady state power flow control. This paper proposes a versatile scheme for computing the power pulsations in a DFIG connected to grid under unbalance voltage conditions. The active and reactive power oscillations are computed in a simple and straight forward manner using the measured stator voltage and currents in the positive d-q frame without using flux estimation. The scheme is free from flux integration or differentiation, rotor position computation and independent of machine parameters. Further, the worst case error in computation is bound within 3% considering 30% voltage dip, 7% of harmonics, ±10°phase jump or ±10% dc offset in the grid voltage. The effectiveness of the scheme is validated through PSCAD/EMTDC simulations and experimental results for a 2.3 kW DFIG test setup.     

至压两次跌落对双馈型风电机组的影响分析

对于电压跌落,存在电压连续两次跌落的现象。指出了电压会发生两次跌落的现象,分析了双馈型风电机组在电压跌落过程中定子磁链衰减变化现象。结果表明在电压发生第二次跌落时,应考虑定子磁链初始值的问题。通过现场试验结果,验证了未考虑定子磁链初始值,两次电压跌落的间隔时间不同对风电机组的影响。     

双馈风机经VSC-HVDC接入弱受端系统运行特性分析

基于电压源换流器的高压直流输电(VSC-HVDC)是远距离风电并网的理想方案,同时可用于联接弱受端系统,但双馈风机经VSC-HVDC能够馈入多弱的受端系统仍待深入研究,有必要提出基于短路比的指标来衡量所能接入的受端系统。对此,基于定功率控制下VSC的稳定运行约束,分析系统稳态的临界运行点,总结出临界短路比的求解步骤。在此基础上,结合双馈风机的控制方程,详细讨论了风电场出力、弱交流系统等效阻抗和临界短路比的关系。仿真分析发现,受双馈风机无功特性的影响,接入受端系统的临界短路比未能达到理论值,引入基于无功补偿的有效短路比作为受端系统的强弱判断指标,使得所提临界短路比求解方法在此工况下依然成立。