关于电机的基本知识双馈风力发电机低电压穿越控制策略仿真与之对比
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稳定运行。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,然后采用定子磁链定向控制(SFO)策略,并通过Matlab/Simulink软件进行了仿真验证。结果表明,SFO策略有助于DFIG在低电压条件下有效地穿越故障。
引言:一般来说,由于DFIG风力发电机组的容量相对较小,当发生故障时,通常会采取直接切除的措施以维持电网稳定。但随着其在电力系统中的比例不断增大,这种做法可能导致严重的问题,如潮流波动和大面积停電。这促使研究者们提出了一系列技术方法来实现DFIG的低电压穿越能力,其中两种主要的策略是改进变频器控制和加装硬件保护设备改变拓扑结构。本文重点介绍了利用SFO策略来提高DFIG的低电压穿越能力。
DFIG数学模型
图1显示了双馈感应风力发電機系統結構,该系統由風輪、變速齒轮箱、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,發電機轉子的側通過變壓器直接並入網絡,而轉子的側則連接到能夠調節轉子電流頻率、相位及幅度的雙向可逆專用變頻器。此外網絡側PWM能夠保持直流母線電壓穩定,而轉子的侧PWM則間接對於發動機無功功率進行控制。
然而,這種結構也導致DFIG對於網絡電壓非常敏感且容易受到影響,因此當遇到較大的跌落時需要採取特殊控制措施。通過將DFIG設置為兩相任意旋轉d-p坐標系下的狀態,並根據坐標系統進行推導,可以得到同步速旋轉d-p坐標系下的發動機與磁通矢量方程。