关于双馈型风机电气传动系统的低压电器选型

通过对目前双馈型风机电气传动系统应用特点进行分析,结合ABB低压断路器和接触器在国内外风电机组的应用实践,介绍如何合理的选择风机传动系统的低压电器,提高风电机组的运行可靠性,减少电气故障。通过具体案例进行分析,对于风机保护设计低压电器选型有参考意义。

双馈型风机低电压穿越改造中对变桨系统的改进

随着我国风电领域相关标准的发布,国内的双馈型风机(doubly-fed induction generator,DFIG)发电机组都已具备电网故障时不脱网的能力。其中部分风机是经过技术改造才具备低电压穿越(low voltage ride through,LVRT)能力的,因此各个厂家的风机LVRT策略多种多样,很多风机厂家的控制策略并不完善,使得风机在故障后的功率恢复速率并不能满足要求。同时某些风机的控制策略使风机在功率恢复过程中发生功率突变,若风场的大量风机都应用该程序进行LVRT,则会使得该地区的电网由于有功功率突变而导致电网电压瞬间升高,对电网造成二次冲击,使风机又处在外部电压高于标准电压的状态,而目前国内的风机还不具备高电压穿越功能,从而发生更大规模的风机脱网事件。为此提出了一种在对双馈风机进行LVRT改造时既能保证其撬棒系统不被损坏,同时又具备LVRT能力的新型精细化控制策略。

双馈型风电系统虚拟惯量协同控制策略的研究

针对高比例风电并网的电力系统频率稳定性问题,介绍了一种能使双馈风机具备短时惯量支撑的虚拟同步机控制理论。但由于风电行业发展迅速,致使电网频率稳定性问题日益凸显,仅靠风机提供的惯量支撑能力有限。因此,又研究一种储能系统协助虚拟同步机控制的风电系统补偿惯量的方法,进而提出虚拟惯量协同控制策略,该控制策略是将虚拟同步机控制的风电系统和模糊控制的储能系统相结合来共同为电网提供惯量支撑,通过在MATLAB/Simulink中搭建仿真模型,运行结果证实,当电网频率发生波动时,该控制策略能够为系统提供较长时间的惯量支撑避免系统因频率跌落幅度过大而出现二次下跌的现象,从而有效地提高大规模风电并网后系统的频率稳定性。

双馈异步型风机的虚拟同步控制策略

首先,针对DFIG型风机的转子侧变流器,提出基于转子励磁磁链定向的虚拟同步发电机(VSG)控制。同时,针对DFIG型风机的网侧变流器虚拟同步电动机(VSM)控制,从而使得DFIG型风机的并网接口特性可等效为一台传统同步发电机,在稳态时维持传统风机最大功率跟踪特性,在动态过程中还能向电网提供有效功率支撑,最终实现DFIG风机并网系统的VSG功能。然后,进一步将基于虚拟功率计算的风电机组同期控制应用于DFIG机组,实现DFIG型风机的孤岛/并网过程的无缝切换。最后,通过DFIG型风机并网系统仿真对提出的控制策略的有效性和可行性进行了验证。

储能型双馈风电场联合STATCOM的无功协调控制

针对传统双馈风电机组(DFIG)低电压穿越(LVRT)能力不足问题,提出了储能型双馈风电场联合STATCOM的无功协调控制。该控制是在网侧变流器(GSC)原有的模型上将超级电容经隔离型DC/DC变换器并联到风机直流侧,以此吸收故障期间直流侧产生的不平衡功率;在发生低电压故障时,根据超级电容投入情况,对两侧变流器和并联在风机出口母线上的STATCOM进行无功协调控制来支撑电网电压;同时超级电容储能装置采用电压电流双闭环控制,满足了系统稳定性和经济性的要求。仿真结果表明:该方法应用在风电并网系统中可以使DFIG的LVRT能力得到极大的提升。

基于虚拟同步型风力发电机组的风电场动态聚合模型研究

针对虚拟同步型风电机组的普及应用,各机组频率、电压动态过程较传统风机差异显著特征,提出虚拟同步型风电场的动态聚合建模方法。首先,建立单台虚拟同步型风机的控制模型,分析其在全功率型风机及双馈型风机上的通用性。然后,通过Kuramoto模型阐释复杂网络下多机组自同步机理,并提出虚拟同步型风机在机电时间常数内的聚合方法。最后,应用实际风场算例进行系统建模仿真,并与该风场的等效聚合模型进行对比,验证所提出动态聚合模型的有效性。

几种常见风力发电机机型的低电压穿越方案

由于风力发电机相对于传统大容量发电机更容易失去稳定运行状态,因此风力发电机并网问题变得非常突出.低电压穿越功能作为风力发电机并网的难点之一,国家能源局对此制定了相应的规范.结合中电投东北新能源发展有限公司已投产的北票项目,对3类常见的风力发电机组的低电压穿越方案进行了分析,并通过试验验证了方案的合理性和可行性.

虚拟同步发电机技术在风力发电系统中的应用与展望

随着风电并网容量的不断提升,大量通过电力电子装置并网的风力发电机组使得现有电力系统的转动惯量缺失,造成系统频率稳定性下降等问题愈加严重。虚拟同步发电机技术可通过模拟传统同步发电机的运行特性,提高风机的并网等效惯量和阻尼系数及电网的风能渗透率。首先,论述了近年来虚拟同步发电机技术在风力发电系统中的研究进展,探讨了风能最大功率点跟踪(MPPT)与频率支撑的协调控制,并揭示了实际转子与虚拟同步转子的能量平衡关系。然后,分析了系统参数设计及其对稳定性的影响,并以主流的全功率型风机和双馈型风机为例,介绍了具体控制方法及其未来在大规模风电场聚合等值研究中的应用前景。最后,总结了当前存在的关键技术问题及可行的解决思路。

基于相邻经验粒子群算法的风电场集群无功电压分层控制策略

针对风电场集群的运行特点,提出了一种适用于风电场集群的无功电压分层控制策略。该策略分为2层:整定层根据风电场集群并网点电压确定所需无功功率;分配层利用风场各支路中节点电压确定参与无功功率分配的风机数量,计算风机和补偿设备的无功功率。分配层降低了优化算法的输入量,提高了收敛速度。同时提出了一种基于上述控制策略特点的改进粒子群算法-相邻经验粒子群算法,该算法通过在速度更新公式中加入相邻风机支路的优化结果,进一步提高算法的收敛速度。算例分析表明,该策略在提高优化算法收敛速度的基础上,能够对风电场集群内的节点电压及网损进行优化。