直驅(qū)永磁風力發(fā)電機組在電網(wǎng)故障下低電壓穿越能力研究.pdf

1、在傳統(tǒng)化石能源危機和環(huán)境保護的壓力下，近年來新能源的發(fā)展十分迅速。風能作為發(fā)展成熟的新能源，得到了政府、市場和科研各方面的青睞。在風電比例較高的情況下如果發(fā)生故障后風力發(fā)電機組退出運行會對電網(wǎng)造成諸多不利影響。因此隨著風力發(fā)電在電力系統(tǒng)中穿透率逐漸提高，各國相繼對風電機組的故障穿越能力提出了新的要求。根據(jù)我國的《風電場接入電力系統(tǒng)技術規(guī)定》國家標準規(guī)定，風電場必須保證機組具有低電壓穿越能力，即在電網(wǎng)發(fā)生電壓跌落時風電機組保持并網(wǎng)運行，在

2、需要時向電網(wǎng)提供無功支持，幫助電網(wǎng)恢復。直驅(qū)永磁同步風力發(fā)電機組以其能量轉(zhuǎn)換效率高、可靠性高、并網(wǎng)控制簡單、支撐電網(wǎng)能力強，在風電市場中得到了越來越廣泛的應用。
　　本文以直驅(qū)永磁同步風力發(fā)電機為研究對象，基于直驅(qū)永磁風力發(fā)電系統(tǒng)結構分析和系統(tǒng)建模，研究了直驅(qū)永磁風力發(fā)電系統(tǒng)的低電壓穿越技術。通過MATLAB/Simulink平臺在電壓跌落情況下對直驅(qū)風電機組進行了一系列仿真，低電壓穿越控制策略得到了驗證。
　　首先對風力機

3、的工作方式、運行特性和最大功率跟蹤的實現(xiàn)方式進行詳細的討論，接著建立了發(fā)電機的數(shù)學模型并分析其空間矢量調(diào)制技術，得出機側(cè)和網(wǎng)側(cè)變流器的矢量控制策略，仿真驗證了網(wǎng)側(cè)變流器和機側(cè)變流器控制策略的穩(wěn)態(tài)和動態(tài)性能。
　　當電網(wǎng)發(fā)生故障時，為了保證直流側(cè)電壓的安全穩(wěn)定運行，需要采取一些措施來消除故障的影響。本文深入分析了基于改進控制策略和增加硬件電路的幾種保護措施。對增加網(wǎng)側(cè)變流器有功電流，投入Crowbar電路和調(diào)節(jié)電磁轉(zhuǎn)矩的方式進行了仿