双馈风力发电机低电压穿越控制策略仿真其操作流程同时提供详尽的电机型号一览表让读者对各类设备有所了解

双馈风力发电机低电压穿越控制策略仿真其操作流程同时提供详尽的电机型号一览表让读者对各类设备有所了解

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,要求机组具备较强的低电压穿越能力。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,并采用定子磁链定向控制(SFO)策略。通过在Matlab/Simulink软件中进行仿真,结果表明,该控制策略能够有效地帮助DFIG在低电压情况下正常运行。

1引言

一般而言,由于DFIG风力发电机组的容量相对较小,当发生故障时,通常会选择直接切除以保证电网稳定。但随着其在电力系统中的比例逐渐增大,这种做法可能导致严重的潮流波动和停電问题。因此,对于实现低电压穿越,有多种技术方法被提议,其中包括改进变频器控制方法和加装硬件保护设备改变拓扑结构。这两种方法各有优缺点,因此需要根据具体情况进行选择。在本文中,我们将重点探讨使用SFO策略来提高DFIG在低电压环境下的性能。

2 DFIG数学模型

图1展示了双馈感应风力发電機系統的基本結構。該系統主要由風輪、變速齒輪箱、雙馈式發電機、雙PWM變頻器、直流側電容及變壓器等部分組成。在圖中,發電機定子側通過變壓器直接連接到網絡,而轉子側則與兩個方向可逆專用變頻器相連,這些變頻器允許對轉子電流進行調整,以實現功率輸出。此外,這種設計使得網絡端PWM能夠維持直流母線的穩定,而轉子端PWM則能夠間接調節無功功率。

然而,由於這種設計導致風力發電機對網絡動態敏感且易受影響,因此當遇到較大的降壓時需要採取特殊措施來保護它們。本文將介紹如何通過SFO技術來實現這一目標。

利用D-q坐標系下的方程式,我們可以推導出同步旋轉d-q坐标系下的DFIG定/转子的矢量方程:

[ \begin{aligned} \frac{di_{ds}}{dt} &= a_0 + b_0i_{qs} + c_0u_d \ \frac{di_{qs}}{dt} &= d_0 + e_0i_{ds} + f_0u_q \ \frac{de_d}{dt} &= g_0 - h_0i_{qs} - i_02\omega_s \ \frac{de_q}{dt} &= j_0 + k_01\omega_s - l_oi_{ds}\end {aligned}]