双馈风机群低电压穿越特性分析研究文献综述

 2022-10-29 20:39:59

文献综述(或调研报告):

  1. 双馈风机组和低电压穿越能力

双馈风力发电机具有变频器容量较小、有功和无功可独立解耦控制的特点,目前已成为主流风电机型之一。越来越多的电网运营商在其风电并网运行导则中,明确要求双馈风电机组必须具备低电压穿越(LVRT)能力。了解低电压穿越之前我先通过了阅读了几篇文献对对双馈风机的原理和结构进行了学习,文献[1]对双馈风机的原理进行了详细的介绍,并在此基础下,对其控制策略进行介绍,通过仿真分析了双馈风机组的独特优势。文献[2-5]中对几个影响比较大的大规模脱网事故进行了机理分析,对脱网事故的主要原因进行了整理,提到了一点至关重要的问题,那就是低电压穿越。所谓低电压穿越是指当电网发生故障导致电压跌落时,要求风力发电机组必须能并网运行一段时间并在故障解除后,迅速恢复到正常工作状态,以免引发更大的扰动和更严重的系统故障。文献[4,7]对低电压穿越的国家标准有详细的介绍。

  1. 双馈风机组的低电压穿越技术的研究

大多数文献主要研究如何实现单台双馈风机组的低电压穿越特性如文献[8]中所讲,主要通过附加保护电路,控制策略,外加无功补偿设备等方法来实现,最终通过仿真分研究对称故障与不对称故障下不同的电压跌落会有怎样的低电压穿越特性。实现单台双馈风机低电压穿越的方法有很多,当然各种方法各有利弊,以下是研究比较多的几种方法。

    1. Crowbar电路

文献[2,9-12]中实现低电压穿越采用主动式Crowbar电路保护控制,但由于采用Crowbar电路在电压跌落时会使双馈风机异步运行,此时会从电力系统中吸收无功功率,不仅不利于电压的恢复,还会加剧电压跌落,容易使风机脱网。所以更多的方法都是基于Crowbar电路附加其它控制策略构成的。

    1. DC—Chopper 定子制动电阻SDBR 网侧无功控制

文献[9,13]中提出了一种DC—Chopper 定子制动电阻SDBR 网侧无功控制的新策略代替传统Crowbar电路,该方法不仅可以有效地限制转子电流,还可以避免传统的Crowbar电路在故障恢复期间吸收无功的问题,实现机组的低电压穿越。

2..3 MCR FC MSVC Crowbar

文献[14]提出了基于MCR(magnetically controlledreactor,MCR) FC (fixed capacitor,FC) 的动态无功补偿装置(MSVC)和撬棒(Crowbar)保护电路实现双馈风电机组LVRT 能力的思路。并通过仿真分析得到了该保护策略可以很好的实现低电压穿越的结论。

2.4 其它的方法

文献[15]中也提到了一种增设能量存储系统(ESS)的方法,但是由于该方法不能有效的控制转子电流,可能会因为转子电流过大而损坏设备,所以没有得到广泛的使用。在文献[16]中提出了一种新的实现低电压穿越的方式,基于网侧串联变换器的方法,该方法可以有效地实现双馈风机的低电压穿越,但也存在一定的问题,例如其所接的网侧变换器的容量很大,并且只能在电网故障时使用,利用率很低。

3 对于双馈风电集群低电压穿越特性的研究

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