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随着风力发电产业的不断发展,风电机组是否具备低电压穿越能力已成为影响其并网运行的关键因素。本文针对电网故障情况下双馈风力发电系统的低电压穿越展开研究,完成的主要工作和取得的成果如下: 首先,建立双馈风力发电机在三相静止坐标系下的数学模型,分别控制转子电流在da轴的分量可以实现对有功和无功的解耦控制。对转子侧和网侧变换器分别采用定定子磁链和定电网电压矢量技术控制。 当双馈电机出口端电压由于三相对称短路故障时造成大幅跌落时,对双馈电机转子电流、定子电压和直流母线电压等参数的暂态特性进行仿真验证和分析。分析电压跌落的严重危害性以及实现低电压穿越的必要性。根据所采用的控制系统,在PSCAD仿真平台上建立了完整的双馈感应风力发电系统的仿真模型进行验证仿真。 利用数学方法分析电网电压发生故障时的双馈电机定、转子电流与电压和直流母线电压的动态响应。并在PSCAD中搭建双馈电机系统仿真模型下,仿真双馈电机在两种典型的电网电压跌落方式下的不同参数的动态响应,并通过在双馈感应风力发电系统仿真模型转子侧增加硬件Crowbar保护电路来提高系统的低电压穿越能力。通过仿真对比来验证了Crowbar电路的低电压穿越性能。 为了提高双馈电机在加入撬棒保护电路后的低电压穿越性能。在考虑Crowbar电路对定、转子时间常数影响的条件下采用理论计算的方法,确定了Crowbar电阻的取值。本文还分析了Crowbar电路投切时间对保护效果的影响,使双馈感应风力发电系统的低电压穿越能力得到了进一步的提高。