【摘 要】
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近年来,以双馈风力发电机为主要机型的风力发电得到了大力发展和广泛应用,对于其并网的故障生存性问题也成为了国内外专家的关注热点。其中电网电压骤升故障和电网电压跌落故
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近年来,以双馈风力发电机为主要机型的风力发电得到了大力发展和广泛应用,对于其并网的故障生存性问题也成为了国内外专家的关注热点。其中电网电压骤升故障和电网电压跌落故障是电网的两个典型电压故障,目前,有关低电压穿越(LVRT)的研究已相对成熟,而针对高电压穿越技术(HVRT)的研究尚处于起步阶段。因此迫切需要实现高电压穿越的有效技术进行研究。本文针对理想状态下所搭建的双PWM变流器的控制策略通常忽略电网电压波动的情况,设计出了计及电网电压波动的改进控制策略,并通过仿真验证了改进后控制策略与传统控制策略相比具有了更好的控制效果。基于电网电压骤升情况下的风力发电机的暂态过程以及双馈风力发电机组的无功调控能力及无功输出极限的理论分析,提出了基于动态无功支持的高电压穿越方案。在定电压控制下,通过对比仿真无功参考指令在转子侧变流器和网侧变流器之间的三种典型分配方式,进而遴选出了最优的无功协调控制策略。考虑到双馈风力发电机组的无功输出能力存在极限,以及被应用最多的Crowbar保护电路的不足,提出了转子侧串联电阻的控制手段。对串联电阻的阻值及结构进行了优化及理论分析,确定了阻值选取的合理范围。在此基础上提出了虚拟电阻的HVRT控制方案,即改变转子侧电流内环的控制方式。通过引入虚拟电阻Ra,使其实现与转子侧串联电阻相同的效果,改善了转子侧串联电阻保护电路动态响应不及时等问题。并对两种HVRT方案各自优缺点进行了说明。本文工作为进一步深入研究电网电压不对称骤升情况下的风力发电机的高电压穿越奠定了基础。
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