双馈风电机组低电压穿越能力的研究.pdf

第34卷第4期四川电力技术Vol．34，No．4
2011年8月SichuanElectricPowerTechnologyAug．，2011

双馈风电机组低电压穿越能力的研究

李鹏程，晁勤
(新疆大学电气工程学院，新疆乌鲁木齐830047)

摘要:随着风电机组容量的逐年增大，为减少大规模风电接入系统对电网的影响，对风电提出了新要求，即风电机
组具有一定的低电压穿越能力。介绍了变速恒频双馈风电机组的基本结构，建立了双馈风电机组动态数学模型。以
Matlab/Simulink为仿真平台搭建了系统仿真模型，结合风电场低电压穿越能力要求的规定，针对不同电网电压跌落的
情况下，仿真研究了变速恒频风电机组的低电压穿越能力，结果表明:双馈风电机组在电网电压跌落时满足继续并网
运行的条件，且为电网电压恢复提供了无功，提供的无功功率大小与电网电压跌落程度有关。
关键词:双馈风力发电机;电压跌落;低电压穿越能力;仿真研究
Abstract:Theinstalledcapacityofwindpowergeneratingsetisincreasingyearly，inordertoreducetheimpactofalarge－
scalewindfarmonpowergrid，thenewregulationsforwindpowerareproposed，thatis，thewindpowergeneratingsethasthe
abilityoflowvoltageride－through(LVRT)．Thebasicstructureofvariable－speedconstant－frequencywindpowergenera-
tingsetisintroducedandthedynamicmathematicalmodelofdoubly－fedwindpowergeneratingsetisestablished．Thesimu-
lationmodelsaresetupbasedonMatlab/Simulink．AccordingtonewregulationsfortheabilityofLVRTofwindfarm，thelow
voltageride－throughabilityofvariable－speedconstant－frequencywindpowergeneratingsetisstudiedunderthedifferent
conditionofvoltagedip．Thesimulationresultsshowthatdoubly－fedwindpowergeneratingsethasmetthenewrequirements
inthecaseofvoltagedipandcanprovidethereactivepowerwhichisdecidedbytheamplitudeofvoltagedip．
Keywords:doubly－fedwindpowergenerator;voltagedip;lowvoltageride－through(LVRT);simulationresearch
中图分类号:TM744文献标志码:A文章编号:1003－6954(2011)04－0036－04

联络线发生故障时电压恢复能力的分析［2，3］，文献
0引言［4］理论上阐述了提高风电机组低电压穿越能力的
措施。根据变速恒频双馈风电机组的特性，在d－q
由于风力发电具有较好的经济效益和社会效益，坐标系下，建立了变速恒频风电机组的数学模型，并
使其发展受到世界各国的高度重视，同时也使风电机以Matlab/Simulink为仿真平台搭建了机组系统的仿
组的并网特性成为热门研究［1］。真模块，结合新的风电场低电压穿越能力要求的规
目前，风力发电技术大体分为恒速恒频和变速恒定，针对不同电网电压跌落的情况下，仿真研究了变
频风力发电机组。变速恒频的双馈风电机组能够实速恒频双馈风电机组的低电压穿越能力，仿真结果为
现定子有功功率和无功功率的解耦控制，以及其优越达坂城新一期的风电机组并网运行提供了理论依据。
的并网运行特性，使得双馈风电机组成为当前风电机
组中的主流机型。1双馈风电机组的结构与数学模型
随着风力发电规模和单机容量的不断扩大，针对

风电机组的并网运行要求也日益严格。目前许多标1．1双馈风电机组的控制结构
准规定要求风电机组具有一定的低电压穿越能力即基于双馈发电机的风电机组主要包括风力机、绕
电网电压跌落至一定范围时，风电机组必须不间断并
线式感应电机、变频器和控制环节，其定子绕组直接
网运行，因此研究风电机组低电压穿越能力意义重接入电网，转子绕组采用三相对称绕组，经背靠背的
大以往的多数关