大型双馈风力发电系统

双馈风力发电系统的低压穿越运行与控制 胡家兵 , 贺益康 (浙江大学电气工程学院 , 浙江省杭州市 310027 ) 摘要 : 根据紧急电网规程要求 ,风电场须具备外部电压故障下不间断运行能力 ,即电网故障时风电 机组应能保持与电网连接并向系统不间断供电 。由于双馈感应发电机 (DFIG )励磁变换器容量有 限 ,电网故障时会产生转子过电流和变换器直流环节过电压 ,须实行保护和控制 。讨论了外部电压 骤降下 DFIG 风电系统的低压穿越控制策略和保护方案 ,并对一台 115 MW 商用 DFIG 风电系统 进行了仿真研究 。结果表明快速短接保护装置 (Crowbar )的切除时刻和所用串联电阻大小对故障 电网恢复和变换器保护有较大影响 。配合 Crowbar 而采用串联电阻及改进网侧变换器控制策略 的方式 ,可以实现 DFIG 成功穿越定子剩余电压为 15 %的电网骤降故障 ,且无需吸收大

风能输出功率的波动性和间歇性源于原动力风的自然特性,其接入系统会给电网稳定性和电能质量带来不利的影响。结合双馈发电系统采用背靠背变流器且具有直流母线的特点,提出一种基于嵌入式能量存储系统抑制风电出力波动的控制方法。该储能系统不仅电气上可嵌入双馈系统直流侧,而且物理上也可嵌入实际系统,其灵活的功率吞吐能力可依据风速变化补偿双馈发电系统输入电网的功率波动。设计了相应的控制策略,通过经典风力四分量模型和电网电压降落的仿真算例,对集成嵌入式能量存储的双馈发电系统的运行特性进行了仿真。仿真结果表明,所提出的拓扑结构和功率控制策略能够很好地改善并网风力发电系统的电能质量和稳定性。