限幅环节对DFIG风电故障输出特性的影响分析

"该文研究了限幅环节对双馈感应电机(DFIG)在不同严重程度三相对称故障下的输出特性影响。通过仿真分析，揭示了DFIG在不触发Crowbar保护动作的故障条件下，稳态有功输出与稳态电压的关系。文中建立了有功功率限幅和转子电流限幅的数学模型，并通过仿真探讨了限幅环节对Crowbar动作次数、暂态有功及无功输出特性的影响。研究发现，DFIG的故障稳态有功输出特性由有功限幅、转子电流限幅及额定有功输出限制共同决定，并且在不同故障严重程度下，不同限幅环节起主导作用。" 本文详细探讨了限幅环节在双馈感应电机(Doubly-Fed Induction Generator, DFIG)风电系统中的关键作用，特别是在故障情况下的动态特性。随着我国风电产业的快速发展，DFIG因其优越的控制性能在风力发电领域广泛应用。然而，大规模的DFIG接入电网后，对电力系统的稳定性和安全性提出了新的挑战。 在风电控制策略中，限幅环节是一个至关重要的组成部分，它限制了电流、电压等过载情况的发生，确保了风电机组的安全运行。尽管已有许多研究关注DFIG的动态特性，特别是故障后的电磁暂态和机电暂态特性，但限幅环节对系统特性的影响尚未得到充分研究。本文填补了这一空白，着重分析了限幅环节如何影响DFIG在故障状态下的稳态有功输出特性。 通过对实际风电场结构的仿真，研究发现，DFIG在不同故障严重程度下，其稳态有功输出特性由有功功率限幅、转子电流限幅以及额定有功输出限制共同决定。在某些情况下，某一限幅环节可能成为决定性因素。例如，在轻度故障中，可能主要受到有功功率限幅的影响，而在重度故障中，转子电流限幅可能起到更重要的作用。 通过建立的数学模型，文章进一步展示了限幅环节如何影响Crowbar动作次数，以及暂态有功和无功输出特性。Crowbar是一种保护机制，当DFIG内部故障时，可以迅速短路转子绕组，防止过电压。仿真结果与理论推导相吻合，证实了限幅环节在故障响应中的重要角色。 本文为理解DFIG在故障条件下的行为提供了深入的见解，强调了限幅环节在风电系统故障特性研究中的重要地位，对于优化风电场控制策略、提高系统稳定性具有重要意义。未来的研究可进一步探索不同限幅策略对风电场整体性能的影响，以及如何在保证安全的同时提高故障恢复效率。