基于Crowbar的雙饋機組風電場等值模型及并網(wǎng)仿真分析.pdf

1、隨著風電并網(wǎng)的比例不斷增加，分析風力發(fā)電對電力系統(tǒng)的影響也變得越來越重要。針對雙饋型風電場并網(wǎng)中亟須解決的低電壓穿越問題，需要建立合理的風電場等值模型。為此，本文基于雙饋風電場內(nèi)部風電機組crowbar電路特性研究風電場的等值方法，深入研究雙饋風電場暫態(tài)并網(wǎng)特性。具體包括以下幾個方面的工作:
　　(1)分析了雙饋風力發(fā)電機組中雙饋發(fā)電機、風輪機軸系和空氣動力學的工作機理，給出了轉(zhuǎn)子側(cè)和網(wǎng)側(cè)變流器控制系統(tǒng)框圖。研究了雙饋發(fā)電機的暫態(tài)

2、特性，利用發(fā)電機模型和轉(zhuǎn)子側(cè)變流器控制系統(tǒng)模型推導出了轉(zhuǎn)子電流在電網(wǎng)故障時電壓跌落期間的表達式。進一步分析了雙饋風電機組crowbar電路的結(jié)構(gòu)和特性。
　　(2)提出了風電場雙機等值方法。通過潮流計算和故障短路計算得到風機組的機端正常運行電壓和故障跌落電壓;求解各風機的轉(zhuǎn)子在電網(wǎng)短路故障時的電流，確定需要投入crowbar的風電機組數(shù)量，將風電場的風機分為含投入crowbar和不投入crowbar兩組;分別利用容量加權(quán)法求解各組

3、參數(shù)，將風電場等值為兩臺風電機組。雙機等值模型考慮了獨立風電機組運行狀態(tài)和電網(wǎng)故障時投入crowbar的不同情況，能夠反映在故障期間風電場內(nèi)部的變化。
　　(3)通過算例求解WSCC系統(tǒng)接入50MW風電場的雙機等值模型。利用求解的雙機等值模型進行了并網(wǎng)仿真分析，并與風電場單機等值模型進行了對比分析。驗證了在電網(wǎng)故障期間雙機模型考慮了部分風電機組的crowbar動作引起的風電場的特性變化，能夠更準確地反映風電場的電壓跌落以及有功功率

4、和無功功率的缺額。利用雙機等值模型分析了雙饋風電場并網(wǎng)的暫態(tài)電壓穩(wěn)定性，得出雙饋風電接入系統(tǒng)后電壓失穩(wěn)主要由并網(wǎng)點附近的電動機負荷失速引起。
　　(4)在分析了常用的提高雙饋型風電場低電壓穿越能力措施的基礎(chǔ)上，通過仿真在風電場中加入靜止同步補償器(STATCOM)，分析了風電場的低電壓穿越特點，利用這種快速無功補償裝置增加了風電場在故障期間的無功功率輸出，提高了風電場的低電壓穿越能力。
　　基于crowbar的風電場雙機等值