双馈感应发电机暂态性能精确计算及Crowbar电路参数优化

随着双馈感应发电机(DFIG)的大规模应用及对其低电压穿越能力(LVRT)要求的提高,关于电网电压跌落时刻DFIG的暂态过程及LVRT改进措施的研究也越来越多;但是,之前的研究无论是用仿真方法还是数学手段,大都进行了一系列省略及近似,包括忽略定子电阻及认为定转子漏感相同等,这导致对DFIG暂态性能的研究及仿真计算的准确性受到不同程度的影响。文中首先从理论上对电网电压对称跌落后DFIG的暂态性能进行了精确计算和分析,揭示了定子磁链的暂态自然分量变化的本质规律,得到了转子参数对发电机各暂态衰减量的不同影响。然后,提出了一种新的Crowbar电路结构,并给出了Crowbar电阻和转子漏感的最优化参数设计方法。最后,采用MATLAB/Simulink对所提方案进行了仿真研究,验证了理论计算和所提方法的正确性及有效性。

电压跌落时带有Crowbar电路的双馈感应发电机的瞬态分析

为了研究双馈感应发电机对电网电压跌落的适应能力,以及其实现低电压穿越的功能,文章通过将由向量法求出的瞬态电流与由等效电路法求出的稳态电流进行叠加而得出的定子、转子故障电流的近似解析式,来分析在定子端三相对称电压跌落、转子侧变换器断开、投入Crowbar电路情况下的双馈感应发电机内部的电磁关系变化过程。此外,在理论分析的基础上,文中建立了2 MW双馈感应发电机的PSCAD模型,且在7.5 kW双馈风力发电测试平台上进行了实验验证。仿真和实验结果表明,这种通过瞬态电流和稳态电流进行叠加的方法而求得的双馈感应发电机故障电流的近似解析表达式可以准确地反映出双馈感应发电机磁链和电流的瞬态变化。

基于Crowbar电路的双馈风电机组低电压穿越能力

针对传统控制策略的双馈风电机组的低电压穿越能力非常有限,不能满足我国电网运行条例中关于低电压穿越能力的要求.通过在转子侧增加撬棒(Crowbar)电路,在不改善控制策略的情况下,对Crowbar电路提高双馈风电机组的低电压穿越能力进行理论分析,并利用综合稳定程序(PSASP)对没有加装Crowbar电路和加装了Crowbar电路的双馈风电机组进行仿真比对.结果表明,Crowbar电路可以提高双馈风电机组的低电压穿越能力.利用风电机组低电压穿越试验装置在某地进行了现场试验,进一步证明了加装Crowbar电路不仅在理论上可以提高DFIG的低电压穿越能力,在实际应用中也是完全可行的方法.

利用改进Crowbar电路提高DFIG低电压穿越能力

在分析传统Crowbar保护电路的基础上,提出利用串联制动电阻的改进Crowbar保护电路。利用MATLAB/Simulink仿真平台建立了基于双馈感应风力发电机(DFIG)的风电场并网仿真模型,针对提出的改进保护电路,对双馈感应风力发电机在电网电压跌落的情况下的运行特性进行了仿真研究,并将两种电路的保护效果进行对比,结果表明,该改进保护电路设计合理,有效地提高了DFIG的低电压穿越能力。

基于Crowbar电路的双馈感应风力发电系统低电压穿越的仿真分析

在分析变速恒频双馈风力发电机组和Crowbar电路工作原理的基础上,建立双馈风力发电系统低电压穿越(LVRT)控制模型和Crowbar控制策略。在PSCAD/EMTDC仿真软件中搭建了双馈感应发电机(DFIG)系统模型和LVRT控制模型。针对电网三相对称短路故障下Crowbar的投切策略进行了仿真研究。仿真结果验证,所提策略能实现双馈风力发电机的低电压穿越。

双馈风机磁链暂态特性分析及Crowbar电路的改进

基于双馈感应风力发电机两相静止坐标系下的数学模型,推导了电压跌落和恢复过程定转子磁链的表达式,并利用空间矢量图分析了磁链的变化规律。当故障持续时间较短,且电压恢复时刻为半工频周期的奇数倍时,电压恢复时的过电流较电压跌落时更为严重。针对这一问题,对Crowbar电路的结构及控制策略进行了改进。通过PSCAD/EMTDC仿真软件验证了理论分析和改进方案的合理性。

Crowbar电路对双馈风力发电机暂态过程的影响分析

本文以Crowbar电路在双馈异步感应发电机组并网故障时对系统暂态的影响为研究对象,利用MATLAB/Simulink仿真平台建立了风电并网系统模型,分析了Crowbar电路参数和切除时间对双馈风力发电机低电压穿越暂态过程的影响。仿真结果表明,选择合适的Crowbar电路参数和故障后该电路的切除时间,能有效地减小暂态过程的直流分量,提高网侧稳定性和风机系统低电压穿越能力。

基于Crowbar电路防止逆变颠覆的斩波串级调速系统

常规斩波串级调速系统主要部件逆变器易发生换相失败导致逆变颠覆,其保护机构真空接触器和快速熔断器不能即时动作,造成短时保护空白区。设计增加Crowbar电阻电路,对故障进行暂态分析,建立系统数学模型,利用Simulink软件仿真,制作样机进行试验。实验表明Crowbar电路能在μs级时间内投入主回路,限制故障电流上升,阻止故障进一步扩大。电阻保护的方法是可行的,可适当在实际项目试用推广。

改进Crowbar电路的双馈电机三相短路参数整定

双馈电机在电网故障下为了保护励磁变频器,提高电网故障的控制能力,通常采用转子侧Crowbar电路。而转子侧Crowbar电路在电网跌落故障下不能向电网提供无功支撑,无法实现低电压穿越。提出了一种改进的Crowbar电路,通过控制开关将Crowbar串接到定子电路中,实现了现有Crowbar电路对DFIG的保护要求,又能够在电压跌落故障下实现低电压穿越。建立了DFIG数学模型,在对DFIG三相短路进行分析的基础上对改进的Crowbar电感数值进行参数整定。最后通过3 MW的DFIG仿真结果验证了理论分析的正确性。

Crowbar电路对双馈风力发电机组的影响

随着天然气、石油等传统能源面临枯竭,空气污染不断加剧的局面,迫使人们寻找一种无污染型的新型能源作为传统能源的替代者。在国家能源战略的扶持下,近几年,风电等清洁能源得到了飞速发展,然而,在风电快速发展的同时也暴露出了很多不足和漏洞。针对双馈风力发电系统对电网电压跌落的脆弱性,基于转子侧加入Crowbar保护电路双馈风力发电系统的仿真模型,通过Crowbar保护电路的投切仿真分析,研究了Crowbar保护电路对双馈风力发电系统的影响。

无crowbar电路的双馈风电变流系统故障穿越设计

随着电网技术的发展,对风力发电系统的故障穿越能力提出更高的要求。本文提出了一种基于无crowbar电路的双馈风电变流器系统实现故障电压穿越的方法和策略,并通过仿真验证了其合理性和可行性,对项目设计和工程化应用有较大的借鉴意义。

适合于变速恒频双馈感应发电机的Crowbar对比分析

电网运行新规则要求变速恒频双馈感应发电机在电网电压跌落的情况下仍与电网相连接,为做到这一点需要安装低压旁路系统。综合分析了低压带来的负面影响以及低压旁路的具体实现方法;对比了多种Crowbar电路各自的优缺点;最后介绍了变速恒频双馈发电机相关保护控制策略和新型旁路系统。

适用于直驱式风电系统的Crowbar电路分析

新的电网规则要求风力发电系统具有低电压穿越能力,直驱式风电系统通过增加Crowbar保护电路,可以极大地提高其故障穿越能力。基于对适用于直驱式风电系统Crowbar保护电路的总结,对常用的Crow-bar保护方案进行了分类,对其工作原理和实现方法进行了详细说明,并讨论了各自的优缺点。分析表明,直流侧Crowbar保护电路是优选方案,具有较低的成本和较高的可靠性;串联辅助变换器Crowbar保护电路补偿性能好,响应速度快,具有良好的应用前景。

应对电网电压骤降的双馈感应风力发电机Crowbar控制策略

双馈感应发电机(doubly fed induction generator,DFIG)具有有功、无功功率独立调节的能力及励磁变频器所需容量小等优点,在风力发电系统中得到了广泛应用,但由于励磁变频器的容量较小,使其在电网故障下的控制能力受到限制。为保护励磁变频器,需要采用Crowbar装置在电压骤降时为转子浪涌电流提供通路,并限制转子电流增大。文章提出了一种Crowbar控制策略,能有效抑制转子过电流、直流母线过电压以及电磁转矩的振荡,并可向电网注入无功电流以帮助电网电压的恢复。仿真结果验证了这种控制方式能使DFIG在大幅电压骤降故障下实现不间断运行,有效提高了DFIG风电机组运行的可靠性。

基于Crowbar保护控制的交流励磁风电系统运行分析

随着越来越多的交流励磁风力发电机接入电网运行,新的电网运行规则要求发电机在电网电压跌落时仍能保持不间断运行。为保护转子励磁电源和发电机,常采用Crowbar保护电路来限制电压跌落时转子回路的最大电流。文中通过仿真详细研究了电网故障时交流励磁风电系统的运行行为,就电压跌落程度及旁路电阻取值对Crowbar保护控制的影响以及采用Crowbar电路的系统运行特点进行了讨论分析。仿真结果验证了Crowbar电路的有效性,该方法可实现故障时交流励磁风力发电机不间断运行。

Crowbar保护在双馈异步风力发电系统电网故障穿越中的应用

随着风电装机容量的增大,对风电机组并网的低电压穿越能力提出了更高的要求。在分析现行风电机组并网导则的基础上,对双馈异步风力发电机组在电网电压跌落情况下的运行状况进行理论分析,提出采用Crowbar电路来保护转子励磁电源和发电机自身的方案。在Matlab/Simulink建立的风电场模型中进行仿真以验证其有效性。仿真结果表明,该电路可以有效限制电压跌落时转子回路产生的最大电流,保证系统各元件的安全;同时也证明了该方案可以实现故障期间交流励磁双馈异步风力发电机不脱网运行,并能起到稳定电网电压的积极作用。

基于Crowbar串联电容的双馈风机低电压穿越综合控制策略

针对双馈感应风力发电机（double fed induction generator,DFIG）低电压穿越问题,该文对基于撬棒保护的DFIG暂态特性进行分析,在此基础上利用叠加原理推导出转子短路电流表达式;为克服传统撬棒保护的不足,提出一种电阻与电容串联的改进Crowbar电路结构,并以抑制故障期间转子浪涌电流为目的给出串联电容值的整定方法,使其更有效的抑制转子过电流,且利用电容发出无功的特性减小故障期间DFIG从电网吸收的无功功率;综合考虑故障期间机组的无功需求,对网侧换流器进行控制策略改进,使其在维持直流母线电压稳定的同时能够为系统提供一定的无功支撑。仿真结果验证了所提Crowbar串联电容的DFIG低电压穿越综合控制策略的有效性。

基于CROWBAR的双馈感应发电机低电压穿越的仿真研究

针对双馈感应发电机在低电压穿越过程中所遇到定子、转子过流的问题,笔者提出采用主动Crowbar保护电路作为转子过电流旁路通道,以抑制直流母线过电压。通过在PSCAD/EMTDC平台下搭建双馈感应发电机的仿真模型及对有无Crowbar电路的DFIG在三相短路条件下进行仿真,其结果证明,主动Crowbar电路能够有效实现双馈感应发电机在故障条件下的低电压穿越。

Crowbar_DFIG在电压骤升情况时的应对策略研究

针对电网电压骤升时造成转子侧过电流和直流母线过电压的问题,利用商业化的双馈感应发电机(DFIG)配备的Crowbar和Chopper电路,使风电机组具有高电压穿越的能力.本文分析了电网电压骤升引起的DFIG风电机组的电磁暂态过程,采用转子电流和直流母线电压滞环比较器来控制Crowbar电路和直流侧chopper电路的投入,通过消耗多余能量来保护励磁变频器.仿真结果验证了该方法抑制转子侧过电流、直流母线过电压及电磁转矩振荡方面的可行性和有效性,提高了DFIG风电机组运行的可靠性.

基于Crowbar的双馈风力发电系统LVRT仿真研究

讨论了电网电压骤降下双馈感应风电(DFIG)系统的低压穿越控制策略和保护方案。采用计及电网电压变化的DFIG数学模型,建立了LVRT控制模型,通过仿真详细研究了Crowbar投切策略,仿真结果验证了Crowbar电路以及控制策略的有效性,表明Crowbar电路能有效抑制转子过电流、直流母线过电压以及电磁转矩的振荡,并可在故障时向电网注入无功电流以帮助电网电压的恢复,使DFIG实现低电压穿越。测量结果表明了这种控制方式能使DFIG在电压跌落故障下实现不间断运行,有效提高了DFIG风电机组运行的可靠性。