当前位置:主页 > 科技论文 > 电气论文 >

基于定子Crowbar电路的双馈风力发电系统低电压穿越技术研究

发布时间:2018-08-25 11:09
【摘要】:风力发电在整个电力系统中装机容量和发电量所占比例日益提高。双馈风电机组定子侧直接与电网相连,转子侧通过容量较小的变流器与电网相连,这种特殊的拓扑结构导致双馈风电机组在电网电压跌落故障期间具有较为复杂暂态特性,定转子绕组出现大电流,直流母线电压骤升,威胁变流器的安全运行乃至引起双馈风电机组脱网运行。本文主要研究定子Crowbar电路的低电压穿越技术。首先对双馈风力发电系统的基本组成、运行原理进行阐述分析;结合基本运行原理分析了电网电压发生对称跌落故障下,双馈风力发电机组的暂态响应。给出电网电压对称跌落时转子故障电流的解析式,定转子绕组参数、机端电压跌落深度、转差率以及转子侧变流器输出的电压等因素影响着转子故障电流的大小。然后给出了定子Crowbar电路模式切换的低电压穿越方案,进一步分析了双馈风力发电机组模式切换过程中,转子暂态电流响应特性;给出电网故障期间,定子Crowbar电路接入系统,双馈风电机组切换至感应发电机组模式下,系统的有功功率与无功功率可通过两侧的变流器控制。该方案能有效地抑制转子暂态电流和直流母线电压的波动,无功功率的注入有利于电网电压的恢复。接着,在考虑故障期间系统存在不平衡转矩的条件下,确定了定子Crowbar电路临界阻抗选取的计算方法;详细分析电磁转矩、转子转速、定子Crowbar电路阻抗之间的关系;同时,结合转子侧变流器的控制策略,给出了一种实时跟踪定子电流变化的控制策略。最后经仿真验证表明,所改进的方案均能有效地改善双馈风力发电系统的低电压穿越能力。
[Abstract]:Wind power generation in the whole power system the proportion of installed capacity and electricity generation is increasing. The stator side of the doubly-fed wind turbine is directly connected to the power grid, and the rotor side is connected to the power network through a converter with small capacity. This special topology leads to the complicated transient characteristics of the double-fed wind turbine during the voltage drop fault of the power network. The large current in stator and rotor windings and the sudden rise of DC bus voltage threaten the safe operation of converter and even cause the double-fed wind turbine to run off the grid. In this paper, the low voltage traversal technique of stator Crowbar circuit is studied. Firstly, the basic composition and operation principle of doubly-fed wind power generation system are described and analyzed, and the transient response of doubly-fed wind turbine under symmetrical drop fault of grid voltage is analyzed in combination with the basic operation principle. The analytical formula of rotor fault current, the stator and rotor winding parameters, the drop depth of terminal voltage, the slip rate and the output voltage of rotor side converter are given. Then, the low voltage traversing scheme of stator Crowbar circuit mode switching is given, and the transient current response characteristics of rotor during the mode switching process of doubly-fed wind turbine generator are analyzed, and the stator Crowbar circuit access system is given during the fault period of power network. When the doubly-fed wind turbine is switched to the induction generator mode, the active and reactive power of the system can be controlled by the converter on both sides. This scheme can effectively restrain the fluctuation of rotor transient current and DC bus voltage, and the injection of reactive power is beneficial to the restoration of grid voltage. Then, considering the unbalanced torque of the system during the fault period, the calculation method of the critical impedance of the stator Crowbar circuit is determined; the relationship among the electromagnetic torque, rotor speed and the impedance of the stator Crowbar circuit is analyzed in detail; at the same time, the relationship between the electromagnetic torque, the rotor speed and the impedance of the stator Crowbar circuit is analyzed in detail. Combined with the control strategy of rotor side converter, a control strategy of tracking stator current change in real time is presented. Finally, the simulation results show that the improved scheme can effectively improve the low voltage traversing capacity of the doubly-fed wind power system.
【学位授予单位】:西南交通大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TM614

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 刘芳;梅明伟;钟美燕;;基于磁链观测器的定子频率算法研究[J];可再生能源;2011年02期

2 曾志勇;冯婧;周宏范;;基于功率给定的双馈风力发电最大风能捕获策略[J];电力自动化设备;2010年06期

3 王雪帆,韦忠朝,黄卫星,朱建国;双定子感应电动机等效电路分析[J];中国电机工程学报;1999年05期

4 张建忠;程明;;大型定子内永磁风力发电机的设计[J];电力科学与技术学报;2009年03期

5 徐君;陈文杰;徐德鸿;陈敏;;电网低次谐波电压下双馈风电系统定子谐波电流抑制[J];电力系统自动化;2011年08期

6 杲爱卿,经宁;感应电动机转速对定子电流暂态过程的影响[J];广东自动化与信息工程;1997年04期

7 廖勇;吴兴旺;刘刃;;电网不平衡时双馈感应发电机定子负序和谐波电流抑制方法[J];电力系统自动化;2013年19期

8 王雪帆,蔡立山,韦忠朝,黄卫星;双定子感应电动机的Γ形等效电路推导[J];华中理工大学学报;1998年05期

9 刘勇;王海峰;;舰用异步电动机故障诊断中定子电流频谱的应用研究[J];中国科技信息;2008年18期

10 张桂新,陈特放,姜永明;双定子感应电动机性能研究及仿真[J];机械与电子;2002年06期

相关会议论文 前1条

1 熊小伏;齐晓光;欧阳金鑫;;双馈感应发电机定子电流谐波特性分析[A];2013年继电保护专业年会暨学术研讨会论文集[C];2013年

相关博士学位论文 前2条

1 宋亦鹏;不平衡及谐波电网下双馈风力发电系统控制技术[D];浙江大学;2015年

2 程孟增;双馈风力发电系统低电压穿越关键技术研究[D];上海交通大学;2012年

相关硕士学位论文 前9条

1 周士琼;基于定子Crowbar电路的双馈风力发电系统低电压穿越技术研究[D];西南交通大学;2017年

2 尹玲玲;适用于变速恒频风力发电的定子双绕组感应发电系统的研究[D];南京航空航天大学;2006年

3 石星昊;双定子电机混合制动控制策略的研究[D];哈尔滨工业大学;2013年

4 张剑锐;双定子无刷双馈风力发电机矢量控制策略研究[D];沈阳工业大学;2010年

5 王娜;定子电流定向控制及其运动特性的研究[D];河北工业大学;2007年

6 贾豫东;双馈感应发电机低电压穿越和动态等值技术研究[D];合肥工业大学;2013年

7 邱纪星;基于DIgSILENT/PowerFactory的双馈风力发电系统的低电压穿越研究[D];浙江大学;2016年

8 王前双;定子双绕组感应风力发电系统的研究与实践[D];南京航空航天大学;2010年

9 段军;双馈风力发电系统低电压穿越技术研究[D];西南交通大学;2011年



本文编号:2202699

资料下载
论文发表

本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianlidianqilunwen/2202699.html


Copyright(c)文论论文网All Rights Reserved | 网站地图 |

版权申明:资料由用户ddbc2***提供,本站仅收录摘要或目录,作者需要删除请E-mail邮箱bigeng88@qq.com