改进Crowbar保护的双馈电机低电压穿越研究

发布时间：2017-12-01 11:27

  本文关键词：改进Crowbar保护的双馈电机低电压穿越研究

  更多相关文章： 双馈电机(DFIG) 电压跌落 改进的Crowbar 低电压穿越 (LVRT)

【摘要】：随着常规能源不断衰竭以及能源需求日益高涨,风能作为新兴的绿色能源,受到越来越多的人们关注。随着风力发电技术的不断发展,风电装机容量在电网中的比例逐年增加,对电网的影响也越来越大。为了维护系统运行的安全性和稳定性,世界各国纷纷制定了并网风力发电机组不脱网运行的LVRT要求。确保DFIG在电网电压故障下安全不脱网运行同时满足并网LVRT要求,目前的研究大致可以分为以下两方面：一是改进变换器的励磁控制策略,该方法只适用于电网电压轻度跌落情况下,在电网发生较大幅度跌落则很难满足要求。二是增加硬件保护电路,DFIG电压跌落时在转子侧安装Crowbar电路,但是该方发投入Crowbar电路使得DFIG转子被短接,DFIG作感应电机运行,从电网吸收大量无功功率,加剧了风电场附近电网电压的不稳定性。针对上述情况,本文提出一种改进的Crowbar电路不仅能够实现三相短路故障下对DFIG的保护,而且能够在电压跌落极限下实现LVRT。为了便于研究DFIG三相短路以及电压跌落极限时的特性,在风力机与DFIG的运行特性的基础上,建立了DFIG的动态数学模型。在数学模型基础上得到以电流为状态参量的状态空间方程,根据叠加原理将三相短路和电压跌落的暂态过程等效成稳定运行以及加反向电压运行两种工况的叠加。根据对三相短路以及LVRT的要求对三相短路和电压跌落瞬态特性的运行特性进行分析,揭示影响三相短路和电压跌落极限的主要因素。在三相短路故障下提出改进的Crowbar电路,在Crowbar电路的研究基础上,实现三相短路时对改进Crowbar电路的参数整定；对电压跌落极限时运行特性的分析,建立电压跌落极限下的数学模型,在此基础上研究出改进的Crowbar电路结合转子励磁电压的LVRT控制策略,并对DFIG的LVRT运行特性进行分析。在理论研究的基础上,基于Matlab/Simulink仿真平台以及DFIG三相短路和电压跌落极限LVRT数学模型,搭建了DFIG三相短路和电压跌落极限LVRT的仿真模型。理论和仿真结果表明,采用改进的Crowbar电路不仅能够实现在三相短路时对DFIG的保护,而且能够在电压跌落极限时LVRT。
【学位授予单位】：扬州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM614

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本文编号：1240964