【摘 要】
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随着风电在电网中的渗入率逐渐加大,风力发电在电网中的地位也越来越重要。双馈感应电机（Double-Fed Induction Generation,DFIG）由于其成本低,性能优良等优点,成为目前世界上装机容量最大的一款风电机组,是风力发电最核心的部分。在风力发电系统中,DFIG中的双PWM变换器容量较小,因此在电网发生故障的时候,DFIG会受到较大的影响,严重时,甚至会危害双馈风电场的安全稳定运
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随着风电在电网中的渗入率逐渐加大,风力发电在电网中的地位也越来越重要。双馈感应电机（Double-Fed Induction Generation,DFIG）由于其成本低,性能优良等优点,成为目前世界上装机容量最大的一款风电机组,是风力发电最核心的部分。在风力发电系统中,DFIG中的双PWM变换器容量较小,因此在电网发生故障的时候,DFIG会受到较大的影响,严重时,甚至会危害双馈风电场的安全稳定运行。因此,针对DFIG实现低压穿越（Low Voltage Ride Through,LVRT）的研究是必不可少的。本文先对DFIG的电机物理结构及运行原理进行分析研究,分析各环节结构并建立数学模型;在所建立的数学模型基础上,分析双馈风电场的稳定性,得出系统在矢量控制下存在欠阻尼特性;针对该特性提出虚拟阻抗控制与可切换电阻式限流器（Switchable Resistive-type Fault Current Limiter,SRFCL）保护电路协同工作的控制策略,在直流侧加入卸荷电路来稳定直流母线电压。该控制策略应用于双馈风电场中,能加快其动态响应,加速其暂态过渡过程。对本文所提出的低压穿越方案进行仿真实验,对电网电压跌落60%和80%的情况下的结果进行对比分析。结果表明,本文提出的协同控制策略能够显著降低转子电流峰值,将其控制在2pu以下,直流母线电压的峰值也显著降低,转矩波动小,动态响应速度加快,双馈风电场低压穿越能力得到了较大的提高。在基于NI仪器的PXI硬件搭建的开发平台中进行双馈风电场系统的整体设计,设计双PWM硬件电路,并进行实物搭建,在TMS320F28335的基础上进行软件程序的设计,利用Lab VIEW检测平台检测了所搭建的双PWM实物的各个物理量,以验证其准确性。
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