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基于超级电容的永磁直驱风电机组低电压穿越控制研究
摘要
随着风能开发利用的不断普及与发展，风力发电成为当今全球最重要的可再生能源之一。永磁直驱风电机组因其优越的运行性能和高效率而受到广泛关注。然而，在低电压穿越时，风电机组的可靠性和稳定性会受到挑战。本文针对永磁直驱风电机组低电压穿越控制进行了研究。首先，对永磁直驱风电机组的结构和工作原理进行了介绍。然后，分析了永磁直驱风电机组低电压穿越的原因和影响。接下来，介绍了超级电容器的基本原理和应用于风电机组的优势。最后，以某风电场为例，给出了超级电容器在永磁直驱风电机组低电压穿越控制中的应用方案。仿真结果表明，超级电容器可以有效提高风电机组低电压穿越的稳定性和可靠性。
关键词：永磁直驱风电机组；低电压穿越；超级电容器；控制方案
Abstract
Withtheincreasingpopularityanddevelopmentofwindenergydevelopmentandutilization,windpowerhasbecomeoneofthemostimportantrenewableenergysourcesintheworld.Permanentmagnetdirectdrivewindturbineunitshaveattractedwidespreadattentionbecauseoftheirsuperioroperatingperformanceandhighefficiency.However,thereliabilityandstabilityofwindturbineunitswillbechallengedduringlowvoltageridethrough.Inthispaper,thelowvoltageridethroughcontrolofpermanentmagnetdirectdrivewindturbineunitswasstudied.Firstly,thestructureandworkingprincipleofpermanentmagnetdirectdrivewindturbineunitswereintroduced.Then,thereasonsandeffectsoflowvoltageridethroughofpermanentmagnetdirectdrivewindturbineunitswereanalyzed.Next,thebasicprincipleofsupercapacitorsandtheirapplicationadvantagesinwindturbineunitswereintroduced.Finally,takingacertainwindfarmasanexample,anapplicationschemeofsupercapacitorsinthelowvoltageridethroughcontrolofpermanentmagnetdirectdrivewindturbineunitswasproposed.Thesimulationresultsshowthatsupercapacitorscaneffectivelyimprovethestabilityandreliabilityofwindturbineunitsduringlowvoltageridethrough.
Keywords:permanentmagnetdirectdrivewindturbineunit;lowvoltageridethrough;supercapacitor;controlscheme
1.引言
近年来，随着全球对可再生能源渐趋重视，风力发电已成为全球发展风电的主要方式之一。永磁直驱风电机组由于其具有优越的运行性能和高效率而受到广泛关注。然而，在低电压穿越时，由于风能转化系统及其控制系统可能受到感应发电器电压下降的影响，导致风电机组输出功率下降或者停机，甚至出现严重的故障，给电网稳定性带来威胁。因此，永磁直驱风电机组低电压穿越控制具有十分重要的意义。
超级电容是一种高能量密度、高功率密度和长寿命等特点的新型储能器件，被广泛应用于电力电子设备和新能源设施中。在风电机组的低电压穿越控制中，超级电容器可以有效提高风机的瞬时电流输出能力，并缓解电网对风电机组的电压下降的影响，从而提高风电机组的可靠性和稳定性。
本文论述永磁直驱风电机组低电压穿越控制中超级电容的应用，具体内容如下：第二部分介绍永磁直驱风电机组的结构和工作原理；第三部分分析永磁直驱风电机组低电压穿越的原因和影响；第四部分介绍超级电容器的基本原理和应用于风电机组的优势；第五部分以某风电场为例，给出了超级电容器在永磁直驱风电机组低电压穿越控制