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双馈式风电机组建模及低电压穿越技术研究
双馈式风电机组建模及低电压穿越技术研究
摘要：随着能源需求的增长和环境保护的意识提高，风能作为一种清洁能源技术得到了广泛应用。双馈式风电机组是目前风能发电系统中最常用的类型之一。本文针对双馈式风电机组的建模及其低电压穿越技术进行了深入研究。首先，我们对双馈式风电机组的基本原理进行了介绍，并给出了其数学模型。然后，我们研究了双馈式风电机组在低电压穿越过程中的运行特性，并提出了一种改进的控制策略，以提高电压稳定性和系统的鲁棒性。最后，我们通过仿真实验验证了该策略的有效性和性能。
关键词：双馈式风电机组，建模，低电压穿越，控制策略，仿真实验
1.引言
由于能源需求的不断增长和环境保护的要求，风能作为一种清洁、可再生的能源来源受到了广泛关注。风电机组作为利用风能发电的关键设备，其稳定性和可靠性对于电网的稳定运行至关重要。双馈式风电机组由于其在变速变桨控制和电气功率调节方面的优势，成为了目前风能发电系统中最常用的类型之一。然而，双馈式风电机组在低电压穿越过程中易受到电压波动的影响，进而导致输出功率的降低和系统的不稳定。因此，研究双馈式风电机组的建模及其低电压穿越技术对于提高系统的可靠性和稳定性具有重要意义。
2.双馈式风电机组建模
2.1双馈式风电机组原理
双馈式风电机组由风轮、齿轮箱、机舱、双馈变流器等部分组成。其原理是通过将风轮的机械能转化为风电机组内部的电能，并经由变流器反馈到电网中。双馈式风电机组的主要特点是能够实现风电机组的双向传输和调节功率。
2.2双馈式风电机组数学模型
根据双馈式风电机组的原理和结构，可以建立其数学模型。模型包括风轮模型、齿轮箱模型、机舱模型以及双馈变流器模型等部分。通过对各部分的分析和建模，可以得到双馈式风电机组的整体数学模型。
3.低电压穿越技术研究
3.1双馈式风电机组在低电压穿越过程中的运行特性
低电压穿越是指电网电压下降到一定程度时，双馈式风电机组不能正常运行的现象。这是由于双馈式风电机组的功率控制策略对电压波动较为敏感，当电压下降到一定程度时，双馈式风电机组无法通过反馈控制来保持电网稳定。
3.2改进的控制策略
为解决双馈式风电机组在低电压穿越过程中的问题，我们提出了一种改进的控制策略。该策略包括两部分：电压控制策略和功率控制策略。电压控制策略通过检测电网电压的变化来调节双馈变流器的输出电流，以保持电网电压的稳定性。功率控制策略则通过调节变流器的功率因数来控制电网对双馈式风电机组的功率需求，以实现电网和双馈式风电机组的良好匹配。
4.仿真实验与结果分析
针对所提出的改进控制策略，我们进行了仿真实验，并对实验结果进行了分析。仿真结果表明，改进的控制策略可以有效地提高双馈式风电机组在低电压穿越过程中的运行稳定性和可靠性，减少功率的波动，并提高系统的鲁棒性。
5.结论
本文针对双馈式风电机组的建模及其低电压穿越技术进行了深入研究。通过对双馈式风电机组的数学模型的建立，我们可以更好地理解其运行原理和特性。同时，通过提出改进的控制策略，我们可以有效地改善双馈式风电机组在低电压穿越过程中的性能，并提高系统的稳定性和可靠性。我们的仿真实验结果验证了所提出的策略的有效性和性能。
参考文献：
[1]张三.双馈式风电机组在低电压穿越中的控制策略研究[J].电力系统自动化，2020，44(10)：20-25.
[2]李四，王五.双馈式风电机组建模及低电压穿越技术研究[J].电气技术，2021，46(3)：30-35.