不对称故障下双馈风电机组低电压穿越技术.pdf

第45卷第5期电力电子技术Vol.45，No.5
2011年5月PowerElectronicsMaY2011

不对称故障下双馈风电机组低电压穿越技术

刘广东，王东，赵双喜，鲁志平
（保定天威风电科技有限公司，河北保定071051）

摘要：根据国网最新的风电机组不间断运行标准中提出的关于电网不对称故障情况下低电压穿越（Low
VoltageRide-through，简称LVRT）的要求，分析了电网不对称故障对双馈式风电机组的影响，并建立了双馈式
感应电机的数学模型。依据所建立的数学模型和目前比较流行的采用Crowbar电路来实现LVRT的解决方案，
提出了一套完整的控制逻辑，并在电网不对称故障的情况下进行了实验研究，验证了该控制策略和控制逻辑
的正确性和可行性。
关键词：双馈电机；风力发电；不对称故障；低电压穿越
中图分类号：TM315文献标识码：A文章编号：1000-100X（2011）05-0013-03

TheLowVoltageRideThroughTechnology
onDouble-fedWindTurbineUnderAsymmetryFaultCondition
LIUGuang-dong，WANGDong，ZHAOShuang-xi，LUZhi-ping
（BaodingTianweiWindPowerTechnologyCo.，Ltd.，Baoding071051，China）
Abstract：Accordingtothelowvoltageridethrough（LVRT）requirementsunderasymmetricfaultofthegridwhichis
proposedfromthelatestuninterruptedrunstandardofthenationalgrid，theinfluencetothedouble-fedwindturbine
underasymmetricfaultofthegridisanalyzedandamathematicalmodelforthedouble-fedinductiongenerator
（DFIG）isestablished.Accordingtothemathematicalmodel，andthecurrentLVRTsolutionwhichusingforCrowbar
circuit，acompletecontrollogicisputforward.Andtheexperimentisdoneunderasymmetricfaultofthegrid.Theex-
perimentalresultsstudyvalidatethecorrectnessandfeasibilitYofthecontrolstrategyandlogic.
Keywords：double-fedturbine；windgeneration；asymmetrYfault；lowvoltageridethrough

1引言入电网，电网电压的波动将直接引起定子电流变
化，导致过电流、直流母线过电压及有功无功发生
随着国内风电装机容量的逐年增大，风电机
振荡等故障。因此，电网电压跌落时，双馈式风电
组与电网之间的相互影响愈加显著，尤其是电网
机组的LVRT能力成为风电领域的研究热点。很明
发生电压跌落时，如果风电场整体切出电网会给
显，LVRT控制策略的主要目标是限制转子过电流
电网造成严重的功率冲击，在这种情况下，要求并
和直流母线过电压[3]。
网风力发电机组应具备LVRT能力，以避免对电
随着电网容量的不断增大，电网不对称故障
网的冲击[1-2]。国家电网公司在2009年根据国内电
发生几率越来越大。因此，研究双馈式风电机组在
网的实际情况提出了相应的并网导则，主要包括
不对称故障时的LVRT技术更具实际应用价值。
风电场有功无功功率控制、风电场运行频率、电能
在此分析了电网电压不对称故障对DFIG运行状
质量及LVRT能力等相关要求。其中风电机组的
态的影响，并针对目前比较流行的采用Crowbar电
LVRT能力是风电大规模并网运行必不可少的条
路来实现LVRT的解决方案，提出一套完整的控
件及要求，是风电机组在外部故障条件下不间断
制逻辑，并在电网不对称故障时进行了实验研究。
运行能力的保证。
目前，国内的主流机型为1.5MW双馈式变速2风电机组不间断运行标准
恒频风电机组，其中的双馈式感应发电机（Double
风电机组的LVRT能力是指风电场在电网故
FedInductionGenerator，简称DFIG）的定子直接接
障期间，保持不间断并网运行的能力，并能在故障
后的电网恢复期间向电网提供一定的无功支持
定稿日期：2010