双馈风力发电系统低电压穿越保护策略研究

"双馈风力发电系统低电压穿越的研究" 双馈风力发电系统是现代风力发电领域中广泛采用的技术，它允许风力发电机在变速条件下运行，从而提高能量捕获效率。低电压穿越（Low Voltage Ride Through, LVRT）是这种系统必须具备的关键能力，即在电网电压骤降时，风力发电机组能够继续保持连接，帮助稳定电网。这篇由李宁宁和夏生柱撰写的论文深入探讨了这一主题。 论文首先介绍了双馈感应发电机（DFIG）的基本原理，这是一种通过两个独立的电力变换器控制发电机定子和转子侧功率的发电机。在正常运行中，转子侧的变流器用于调节发电机的电磁扭矩，从而调整发电机速度以匹配风速变化。 在低电压穿越的研究中，论文重点在于解决电压跌落期间和恢复后DFIG的动态响应问题。当电网电压下降时，发电机的直流侧电容电压可能会急剧上升，这可能导致变流器的过电压损坏。为解决这一问题，作者提出了一种创新的转子侧保护电路，即Crowbar电路。Crowbar电路是一种简单的并联二极管或晶闸管电路，能在电压跌落时短接转子侧变流器，从而限制电容电压的增长，并减少转子侧电流，保护变流器免受损害。 在建立电机的稳态和暂态数学模型基础上，论文进行了详细的仿真分析，以验证Crowbar电路的有效性。仿真结果显示，当电网电压跌落时，Crowbar电路能够有效地抑制直流侧电容电压的升高，同时减小转子侧电流的振荡，从而提高了系统的稳定性和生存能力。此外，这种保护策略还能帮助风力发电系统在电压恢复后迅速重新并网，确保电网的稳定性。 论文关键词涵盖了双馈感应电机、动态响应、低电压穿越和转子侧保护电路，这些都是理解双馈风力发电系统在电网电压不稳情况下的关键点。通过这样的研究，可以提高风能发电的可靠性，并为电网的稳定运行提供支持。论文的工作对于优化风力发电系统的控制策略，提升其在电网故障条件下的适应性具有重要意义。