学应用电子技术后悔死了双馈风力发电机低电压穿越控制策略与仿真

学应用电子技术后悔死了双馈风力发电机低电压穿越控制策略与仿真

导语:随着风力发电机组在电网中的比例不断增长,当发生短路故障时,要求机组能够在低电压环境中进行稳定的运行。为了实现这一目标,本文首先建立了双馈异步发电机(DFIG)的数学模型,并引入了定子磁链定向控制(SFO)策略。通过在Matlab/Simulink软件中建立的仿真模型,结果表明该控制策略能够有效地帮助DFIG穿越低电压故障。

1引言

通常,由于DFIG风力发电机组在早期阶段所占比例较小,当发生故障时,为了维护电网稳定性,一般采取直接切除风力发动机的策略。但随着DFIG装机容量的增加,这种做法可能会导致严重的潮流波动和大面积停電问题。这对整个系统稳定性和恢复工作造成了巨大影响。因此,对于实现低电压穿越成为当前研究的一个重要方向。

目前,最主要的实现策略包括两种:一是改进变频器控制方法;二是采用硬件保护措施改变拓扑结构。前者适用于小幅度跌落情况,而后者适用于大幅度跌落情况。本文针对较小程度的跌落,采用的是定子磁链定向控制(SFO)策略。

2 DF IG数学模型

图1展示了一台双馈感应风力发电机系统结构,该系统由多个关键部分构成,如图所示。在此基础上,我们可以推导出转子侧与直流侧之间、以及变频器输出与直流母线之间相互作用关系。此外,由于这种结构使得DFIG对网络条件极为敏感,同时其对故障响应能力有限,因此当遇到较大的功率下降时需要实施相应措施以克服这些缺点。

利用坐标变换原理,可以将两个参考系下的物理量转换为同一坐标系下的一致形式,从而得到了同步速旋转d-p坐标下的各项矢量方程。这些方程描述了各种物理参数间关系,是理解和分析DFIG行为至关重要的工具。在接下来的章节中,我们将详细讨论如何应用这些方程来设计并优化我们的控制算法,以确保在任何网络状况下都能获得最佳性能。