提高DFIG低电压穿越性能的转子Crowbar自适应切除控制方法

针对Crowbar传统控制策略的不足,推导了双馈风力发电机(DFIG)在系统发生三相短路且转子Crowbar电路切除后的转子电流表达式,并提出了一种转子Crowbar自适应切除控制策略。假设当前时刻切除Crowbar,实时计算将出现的转子电流最大值,并在该最大值小于Crowbar动作阈值时将Crowbar切除,保证以Crowbar不会反复投切为前提尽早切除Crowbar,达到从系统少吸收无功和延长Crowbar开关器件使用寿命的目的。通过MATLAB/Simulink仿真验证了所提控制方法的有效性。

基于定子电流微分前馈控制的双馈异步风力发电机低电压穿越复合控制策略

双馈异步风力发电机(doubly-fed induction generator, DFIG)对网侧电压扰动比较敏感,其低电压穿越(low voltageride-through,LVRT)措施仍是目前研究的重要问题之一。针对故障期间转子电流过冲而转子侧变流器(rotor sideconverter,RSC)容量有限,且现有软件控制策略无法直接快速抑制故障过电流的问题,提出一种基于定子电流微分前馈控制的风机低电压穿越复合控制方法。在理论分析定子电流微分与转子暂态感应电动势关联关系的基础上,利用前馈控制跟踪精度及响应速度的优势,给出了基于定子电流微分前馈控制的抑制风机转子暂态分量的方案。将通过可观测的定子电流微分项获取到的造成转子电流冲击的干扰量,经前馈控制器直接引入到转子侧变流器的控制电压参考值端,从而达到快速抑制转子过电流的目的。仿真结果表明,所提出的穿越控制方法无需繁琐的观测技术,复合控制策略最大程度发挥了容量有限的变流器抵消暂态感应电动势、抑制转子过电流的作用,有效扩展了机组的可穿越故障范围。研究结果可为双馈异步风力发电机低电压穿越控制提供参考。

基于定子串联动态电抗的综合低电压穿越策略

双馈异步风力发电机对电网电压扰动比较敏感,其低电压穿越技术仍是目前研究的热点问题。针对定子串联电抗穿越方式电抗取值小难以有效抑制故障过电流,取值大又限制转子侧变流器功率控制能力的矛盾,提出一种基于定子串联动态电抗的综合低电压穿越策略,在理论分析定子串联电抗值及切换时刻合理整定方法的基础上,制定了大、小电抗双模式切换的低电压穿越方案。为进一步提高穿越性能,大电抗模式下RSC采用暂态磁链主动衰减控制策略以尽快进入小电抗阶段,小电抗模式下RSC采用无功支撑为主、有功为辅的功率协调控制策略。仿真结果表明,所给出的穿越策略有效抑制了故障期间转子过电流,提高了DFIG的无功输出能力,同时降低了电压恢复期间的电抗切除冲击。

电网电压不对称跌落下DFIG低电压穿越控制策略

风电机组在电网电压不平衡下低电压穿越的能力提高是高风电渗透率系统安全稳定的重要保证。本文通过理论分析不对称故障情况下双馈风力发电机的暂态特性,得出转子感应电动势的暂态和负序分量是导致转子过电流的直接原因。进一步推导了不对称故障下定子电流微分与转子感应电动势暂态分量和负序分量的关联关系,基于此提出一种计及风机转子侧变流器容量限制的低电压穿越控制策略。基于转子电流对于转子感应电动势暂态分量和负序分量的敏感度,给出优先抵消使转子电流变化更灵敏的转子感应电动势暂态分量的方案,使得风机转子侧变流器有限的容量得到合理分配。仿真结果表明,所提方法能有效降低转子电流冲击,并最大程度抑制了二倍频分量。