【摘 要】
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风力发电的迅速发展使得风电在电力系统中所占比例不断增加。大规模的风电并网规范要求风电机组具有低电压穿越能力，在电网故障时保障电网运行安全。拥有良好控制性能和经济性
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风力发电的迅速发展使得风电在电力系统中所占比例不断增加。大规模的风电并网规范要求风电机组具有低电压穿越能力，在电网故障时保障电网运行安全。拥有良好控制性能和经济性的双馈风力发电机作为目前风力发电的主流机型之一，在风电系统中有着很大的比重。由于双馈机定子直接与电网相连接，且变流器容量小，对电网的扰动非常敏感，易脱网运行。因此，有必要对双馈风力发电机组的低电压穿越技术进行研究。 本文首先从双馈风力发电系统结构和运行原理出发，建立了并网DFIG风力发电系统的数学模型并在PSCAD/EMTDC中建立了相应的仿真模型，分析了换流器的调控特性，为后续研究奠定了基础。 随后，研究了电网对称故障全过程中DFIG的暂态特性，针对轻微电网故障，在机侧换流器控制考虑电流耦合及定子磁链动态变化的影响，在网侧换流器考虑转子侧换流器瞬时功率变化和电压突变的影响，提出了一种改进的低电压穿越控制方案。仿真验证了改进方案对转子过电压、转子过电流及直流母线电压波动均有很好的抑制作用，有效提高了双馈机的低电压穿越能力。 针对严重电网故障，分析了主动式Crowbar保护的工作原理和Crowbar保护阻值整定方法，详细推导了Crowbar投入后转子电流的解析表达式，在此基础上修正了传统的Crowbar保护阻值整定方法，仿真结果表明按修正后方法整定的Crowbar电阻更能保证故障期间换流器的安全。 最后，本文还提出一种自适应Crowbar保护投切控制策略，通过不同的投切判据在暂态过程中自适应调整Crowbar投入的等效电阻和Crowbar投入时间。从Crowbar的投切次数，对转子电流的抑制效果、机组吸收的无功功率和直流母线电压波动情况几方面综合比较，该策略比传统策略效果更好，更有利于DFIG的低电压穿越。
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