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题名	双馈感应式风力发电系统低电压穿越能力研究; 双馈感应式风力发电系统低电压穿越能力研究
作者	1梁亮,电工研究所
学位类别	硕士
答辩日期	2007-12-19
授予单位	中国科学院电工研究所
导师	1许洪华,电工研究所
关键词	变速恒频 双馈感应式发电机 低电压穿越 旁路棒 电压跌落 VSCF DFIG LVRT Crowbar Voltage sags
其他题名	双馈感应式风力发电系统低电压穿越能力研究
中文摘要	由于双馈感应式发电系统(DFIG)可以实现对风力发电机组输出有功、无功功率的解耦控制，并且只需要配备30%-50%系统额定容量的变流器就可以实现风力发电组的变速恒频运行，目前DFIG系统逐步成为风力发电系统的主流机型。随着风力发电系统和电网联系日益紧密，国外电网运营商要求风力发电系统具备低电压穿越能力(LVRT)——只有当电网电压低于指定标准时才允许风力发电系统脱离电网。但是DFIG系统由于只配备了部分功率变流器，在电网电压瞬间跌落时根据当时系统的运行条件和故障类型，电流、有功功率和无功功率可能会超过额定值，导致系统的不稳定运行甚至危及变流器以及电网的安全运行。 本文对DFIG系统稳态和暂态模型进行了详细的数学推导。基于稳态数学模型得到了双馈感应式发电机组的解耦控制框图以及具体控制参数的设计结果。基于暂态数学模型得到了电网电压瞬间跌落情况下DFIG系统暂态电流的数学表达式，表示DFIG系统暂态电流包含有直流分量和交流分量。其中交流分量占到了暂态电流的大部分，其峰值大小受到DFIG转子电阻大小的影响。通过Crowbar电路在电网电压瞬间跌落时将电阻串入DFIG的转子中，可以起到抑制DFIG系统暂态电流，稳定系统的作用。 仿真和实验结果表明，提高电机侧变流器内环电流的动态性能对于抑制电网电压跌落时造成的系统暂态电流具有重要的作用。具备Crowbar电路的DFIG系统电机侧变流器配合电网电压dq变换实时检测的方法可以有效抑制电网电压瞬间跌落时DFIG系统定子、转子中的暂态电流。因此具备Crowbar电路的DFIG系统能够快速从电网电压跌落中恢复并且向电网输送无功功率，可以提高DFIG系统的低电压穿越能力。 综上所述，本文研制的具备Crowbar电路的DFIG系统电机侧变流器初步实现了DFIG电机侧变流器的低电压穿越功能，具备了在电网电压跌落期间抑制系统中的暂态电流和向电网馈送无功功率的能力。为今后实现DFIG系统的低电压穿越能力做了探索性的工作。 Due to the double fed induction generator’s (DFIG) advantage of controlling active and reactive power independently and partial power converter, DFIG is becoming a popular type of wind power generation system. Nowadays, the grid code demands that the wind power generator possesses the ability of riding through the grid voltage sags, only when the grid voltage drops below the specific curve, the wind turbine is allowed to disconnect. DFIG wind power system has serious problems with the corresponding voltage sag as its partly power converter: depending on the depth and the conditions at the start of the sag, current, power and reactive power peaks may exceed rated values and may lead to a system shut down. The normal and dynamic models of DFIG are presented in the article. The control diagram and parameter calculation method are carried out from the normal model. The dynamic model gives out the math expression which shows that the transient current is divided into two parts: AC and DC. When the voltage sags, inserting a resistance on the rotor of DFIG from crowbar will active damp the AC part of the transient current. The simulation and experiment result shows that the dynamic response of inner current loop of rotor side converter is important for damping the transient current during voltage sags. The converter in the rotor side with crowbar using the dq transfer voltage measure method could reduce the transient current in rotor and stator. The DFIG system with crowbar could quickly recover from the voltage sags and provide reactive power to support the grid. So crowbar is important for improving LVRT capability of DFIG. The converter with crowbar in the rotor side implement the LVRT of DFIG, it could send reactive power during voltage sags.
语种	中文
公开日期	2010-10-18
页码	86
分类号	TM1;TM921
内容类型	学位论文
源URL	[http://ir.iee.ac.cn/handle/311042/7063]
专题	电工研究所_其他部门_其他部门_硕士学位论文
推荐引用方式 GB/T 7714	1梁亮,电工研究所. 双馈感应式风力发电系统低电压穿越能力研究, 双馈感应式风力发电系统低电压穿越能力研究[D]. 中国科学院电工研究所. 2007.

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