双馈风机-学术百科-知网空间
18.1.2.1 交-交变频交-交变频也叫做循环变流器,它是将工频电源直接变换成(0～1/3)工...双馈调速在可调速范围内进行平滑加速和再生制动。因此，双馈调速特别适用于中大功率的风机、水泵调速，也适用于线棒材、窄带连轧机调速传动，特别
与"双馈风机"相关的文献前10条
双馈风机DFIG(doubly-fed induction generator)的低电压穿越能力LVRT(low voltage ride through)正逐渐成为大型风电场必
通过同时考虑双馈电机定子和网侧变流器处理无功功率的能力,求出双馈风机在其允许情况下吸收、发出无功功率的极限。有效地防止无功出力越限而引起跳机等事故。探讨了风电场分配无功补偿的方式
针对配电网中存在着大量的不确定因素对接有双馈风机的配电网节点进行基波和谐波模糊建模。并考虑节点内部存在的关系:在节点基波建模中,考虑并联补偿器和功率因数的关系可以提高理论收敛程度
风电场功率波动频繁且运行方式多变,对电网电能质量及继电保护整定产生不利影响。若进行相关研究,需建立风电机组的电磁暂态模型。以兆瓦级双馈风电机组为研究对象,在分析双馈风机控制原理的
就大型双馈风机风电场各系统进行了模型化研究,确立了风机模型、整流电路、逆变电路、桨距控制系统等数学模型。基于这些模型,对大型双馈风机风电场风机输出功率特性,在复杂电网环境中的输出
利用Weibull分布的风速统计模型,建立了适用于双馈风机DFIG(Double Fed Induction Gene-rator)仿真研究的合成风速数学模型,并结合一个实际的D
近年来风力发电占供电比重增长迅速。在电网出现故障导致电压跌落后,风力机组如果纷纷解列会带来系统暂态不稳定,并可能造成局部甚至是系统全面瘫痪,故人们开始关注风机并网并相应提出了低电
针对风电场的无功功率平衡和电压稳定问题,提出了一种以风电场与电网交换无功功率值为目标的控制策略。综合运用风电场安装的SVC无功补偿装置及双馈机组的无功调节能力来达到这一目标值。提
在我国,风电场出口输电线路配置有距离保护,由于过渡电阻的存在,保护动作特性仍然会受系统运行参数的影响。概述了风电场接入电力系统对继电保护影响的研究现状,分析了双馈风机的短路特性并
探讨了大规模双馈型风电场并网后对电力系统小扰动稳定性的影响。在双馈型风力发电机组(doubly-fed induction generator,DFIG)动态建模中,建立基于定子
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双馈电机三相短路的保护及研究.pdf
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文档介绍：onShort-circuitProtectionStudyThree·phaseCharacteristicsofFedInductionDoublyGeneratorThesisSubmiaedtoYangzhouUniversityfortheofApplyingDegreeMasterofEngineeringByDingJingProfessorDissertationJianhuaSupervisor：AssociateZhang13Yangzhou本文研究工作得到了以下项目资助1．江苏省高校自然科学基础研究项目08KJD480001摘要Abstract摘要随着兆瓦级风电机组的广泛应用，三相短路保护问题已成为目前变速恒频双馈电机的研究重点。双馈电机发生三相短路将导致风力发电系统的一系列暂态问题，如转子侧过电流会使变流器发生故障，冲击的电磁转矩对传动机构产生不利影响，因此必须对双馈电机进行短路保护。为了便于研究双馈电机三相短路的特性，在风力机与变速恒频双馈电机的运行特性的基础上，建立变速恒频双馈电机的动态数学模型。当双馈电机三相短路时，由于产生冲击电流的瞬间发电机转速没有明显变化，因此分析时不考虑转速的变化，即短路分析可简化为电磁暂态问题。将三相短路的瞬态过程看成是稳定运行状态和加反向电压的运行状态两种情况的叠加，用拉普拉斯变换及逆变换对短路电流和电磁转矩进行求解，揭示影响三相短路过程的各种分量，提出对双馈电机三相短路保护。通过对Crowbar电路的研究，对快速短接保护装置的最大电阻重新整定：通过对转子励磁电压的分析，研究控制转子侧励磁电压，对双馈电机三相短路进行保护。路仿真模型。通过对双馈电机三相短路时转子侧加不同整定值的仿真分析比较，本文提出的整定值有效地抑制了转子电流，对变换器进行保护；对不同转子励磁电压控制的仿真分析比较，本文的转子侧励磁控制电压能够有效地摘 要：近年来，随着改革开放政策不断深入发展，我国经济得到了长足发展，经济发展的同时对于能源需求越来越高。因此对于新能源的开发将成为今后能源市场竞争的重点，风力发电作为一种天然的无污染能源，其符合当前环保理念的要求。风能具有无污染、分布广、可循环利用等特点，因此其对于环境保护具有非常重要的作用。双馈异步风力发电机作为风力发电的重要组成，其在并网运行的过程中存在着很多问题，本文针对一些热点问题进行探讨，希望能够对双馈异步风力发电机的并网运行有更加深入的了解。
　　关键词：双馈异步；风力发电机；并网运行；热点问题 　　DOI：10.ki.37-1222/t. 　　0 引言 　　经过国人的不断努力，我国的风力电机装机容量已经荣居世界首位，但是在风机并网运行过程中缺乏相应经验，造成了风力发电并网运行出现瓶颈。为了满足我国对于新能源的需求必须加深对双馈异步风力发电机并网运行控制策略、保护方案等研究。本文针对双馈异步风电发电机并网运行过程中存在着的热点问题进行探讨，以期增强风力机组并网运行能力。 　　1 风力发电系统简介 　　风力机作为风力发电系统的必要设备，市场现存设备的风力机的样式和设备种类很多，根据风力机的风轮结构、气流位置等可以分为两种结构：垂直轴风力机和水平轴风力机。垂直轴风力发电机风向和风轮旋转的平面互相垂直，水平轴发电机风力机的风轮围绕着一个水平轴旋转。由于水平轴风电机叶片相对较小，相同输出功率下风速风机比低速风力机轻，更加适合于发电。垂直轴风力机可以接收不同方向的风发电，不需要对风吹发电，但垂直轴风力机无法自动启动且效率普遍较低。 　　2 双馈异步风电发电机并网运行危害 　　2.1 电网电压低落与骤升 　　电网故障一般出现在电力输出系统之中，其故障的类型一般分为：单相对地短路、三相电压等幅跌落、两相对地故障以及相间电压故障。高压端堆成故障使得DFIG低端三相电压呈现出对称跌落，并且还存在着正序电压成分。电网电压跌落会使得电力系统的高压端某处电压出现瞬时骤降10%～90%。电网的电压骤升和骤降会造成电网无功功率过剩，导致电网电压升高超出额定值，其均会对DFIG风电系统造成极大危害。 　　2.2 三相不平衡问题 　　三相电网发生短路会造成DFIG机端产生三相电压不均衡，分解出正负序两种电压成分。可采用负序电压和正序电压比值作为衡量电网平衡水平，根据国家电网质量标准判定指出，电网电压允许长时间存在着2%的稳态不平衡状态。电网电压不平衡会引起输入的GSC三相交流电的出现极不平衡状态，造成了输向电网无功率、有功与直流环节电压中存在着二倍电网频率波动。直流电压的二倍频波不仅会引起转子励磁电流谐波而且还会引起RSC控制的准确度。 　　3 双馈异步风电发电机并网运行策略 　　3.1 空载并网 　　双馈异步风电发电机空在并网方式其主要是在发电机定子侧不带负载，直接将电机接入电网，向电网供电处理并且适用于大型风电场中。双馈电机定子的输出电压还未被送入到电网之前，向电网供电适合于大型风机电厂。双馈电机定子输入的电压未被送入电网时，电机的定子处于和电网断开状态，主要由转子变换器励磁。直到满足并网条件，定子的输入电压频率、电网电压、幅值和相位等均一致，电机的定子与电网连接。空载并网模式的原理比较清晰，控制方式比较简单，并网过程中对于定子的冲击力相对较小，电机转子电流保持平稳。 　　3.2 负载并网 　　负载并网方式和空载并网方式其本质区别就在于负载并网方式的双馈风力发电机定子侧带了负载。实验室采用三相变阻器作为双馈电机负载，当负载的两端电压满足并网条件的时候，才能够被允许并网。负载并网模式和空载的并网模式一样，负载并网可以实现无冲击电流并网。负载并网之后，风力发电系统一般具有两种运行模式：（1）双馈电机不带负载运行；（2）双馈风力电机继续带负载运行。 　　3.3 变换器控制策略 　　双馈风力发电系统中存在着交流、直流励磁变换器工作状态切换，其切换状态主要由DFIG运行区域决定。若DFIG处于超同步运行工作状态，转子不需要通过直流环节释放能量，转子侧变换器进行定向矢量控制，将DFIG转子回馈的转差功率整流成为直流电向直流母线电容充电，使得直流环节的电压上升。当DFIG处于亚同步运行状态时，转子需要从直流环节吸收能量，转子侧变换器在磁场定向矢量控制下保持逆变工作状态，直流环节的电容由于放电会导致两端的致力于电压有下降趋势。电网运行过程中为了确保其运行的稳定性，在电网电压定向矢量控制下侧变换器的工作处于整流状态。因此定子磁链定向矢量控制可实现对侧变换器和电网电压定向矢量控制下的网侧变换器的共同作用，两个变换器工作状态随着DFIG转速的改变而自动切换到适合的运行状态。 　　4 结束语 　　随着电网改革制度不断深入发展，对于电力行业产生了巨大的影响。双馈异步风电发电机在并网运行的时候存在着很多问题，本文针对一些热点问题进行分析，提出了双馈异步风电发电机并网运行策略，希望通过本文的研究能够为电网并网运行提供有效参考。经过本次的研究，笔者认为针对风机并网运行故障要进行细致分析，然后根据故障的产生原因以及机理来采取应对性措施以此来提升工作效率和并网运行质量。 　　参考文献： 　　[1]崔杨，严干贵，李鸿博.联网运行风力发电系统的动态建模方法综述[J].东北电力大学学报，2012（06）：1-9. 　　[2]郑景文，刘鹏，李玉超.双馈式风力发电机并网与解列控制及仿真研究[J].电机与控制应用，2015（05）：51-57. 　　[3]年珩，程鹏，贺益康.故障电网下双馈风电系统运行技术研究综述[J].中国电机工程学报，2015（16）：.百度搜索“就爱阅读”,专业资料、生活学习,尽在就爱阅读网,您的在线图书馆!
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双馈式风电机组低电压穿越能力检测及分析
&#160;&#160;&#160;&#160;&&& 1 引言&&& 近年来，我国风力发电产业发展迅猛，特别是风力资源丰富的地区，风电并网容量所占供电比重迅速上升，风力发电的间隙性、随机性和不可控性，将给地区电网稳定运行带来隐患，特别是风电机组是否具备LVRT能力，直接关系到大规模风电机组从电网解列，可能造成电网电压和频率崩溃，严重威胁电网安全稳定运行。目前，国内外文献对风电机组LVRT的研究主要集中在功能特性、控制策略等方面，而对LVRT能力的检测技术及检测结果要求等方面研究甚少。虽然当前德国、丹麦等国家已制定了风电并网导则，规定了LVRT的要求，但对具体的检测技术及方法的阐述很少。&&& 这里基于对某风电场DFIG LVRT的现场实测，研究了其检测技术及要求，并在不同风况下模拟电网发生三相相间对称故障和两相相间不对称故障，深入分析了风电机组LVRT测试结果。&&& 2 LVRT标准及要求风电机组LVRT是指当电网故障或扰动引起风电场并网点电压跌落时，在一定电压跌落范围内，风电机组能保证不脱网连续运行。当前各国根据实际情况提出的LVRT要求不同。&&& 德国、美国规定电网电压跌落深度在15％以内要求风电机组不脱网运行，并能持续150 ms和625 ms，且要求在1.5 s和3 s后恢复至标称电压的90％以上；中国、西班牙、丹麦规定电网电压跌落深度在20％以内要求风电机组不脱网运行，能持续625 ms，500 ms和100 ms，并分别在2 s，1 s，750 ms后恢复至标称电压的90％，80％，75％以上，只有当电网电压跌落低于规定曲线后才允许风机脱网，当电压跌落在凹陷部分内，还需向系统提供一定的无功支持。我国制定的风电机组LVRT标准要求相对适中，同时对有功功率恢复做了规定，对电网故障期间没有切出电网的风电场，其有功功率在电网故障清除后应快速恢复，以至少10％Pn／s（Pn为额定功率）的功率变化率恢复至故障前的值。&&& 3 DFIG LVRT检测方法&&& 3.1 LVRT的实现目前应用较为成熟的方法是在转子侧加装Crowbar电路，该方法简单有效、便于实现，且成本较低。Crowbar电路分为主动式和被动式，由于被动式电路不能在电网故障时提供电压支撑，也不能在故障清除后立即恢复对电网供电，难以适应新的风电并网规则要求，许多风机制造厂家均采用可关断器件构成的主动式电路结构。&&& LVRT实现需风机主控系统、变流器控制系统、风力机桨距角控制系统间的协调配合控制，当电网故障或扰动引起风机机端电压跌落，导致转子侧高电流超过设定值时，主控系统要求Crowbar电路投入，转子侧变流器退出，网侧变流器正常并网运行，变流器控制系统执行命令；随后风力机桨距角控制系统启动，以减小捕风能力及机械转矩；故障清除后，主控系统命令Crowbar电路退出，转子侧变流器投入，系统恢复正常运行。目前，国内风电场大多数风电机组内的风机、变流器、主控系统为不同制造商生产，需做到严密的配合控制，根据多次对风电场风电机组LVRT检测结果的分析，在风电机组LVRT检测时，引起风机跳机的主要原因集中在控制的配合上，特别是Crowbar动作时会产生较大的电流振荡，不但会触动保护动作引起跳机，同时也会影响齿轮箱、机械传动轴等机械部件的安全运行和寿命，故要求在控制配合方面做到严密的逻辑顺序和规划，从而减小电流振荡。此外，主控系统与各控制系统间的握手信号、信息传递等可靠性也直接影响到风电机组LVRT的可靠实现。&&& 3.2 LVRT检测方法在德国、丹麦、西班牙等风电较发达国家，对风电机组LVRT检测技术及装置的研究已有一定基础。而我国风电正处于发展期，国家电网公司2009年颁布的《风电场接入电网技术规定》明确了对风电机组LVRT的要求，国家能源局也于2011年7月发布了《防止风电大规模脱网重点措施》，对已并网运行的风电场机组LVRT抽检和新并网风电机组LVRT检测提出了强制性规定。目前，对风电机组LVRT检测主要通过阻抗分压、、电力电子变换3种方式实现，其中电力电子变换方式由于IGBT，GTO等开关器件容量的限制，仍停留在实验室样机研究阶段，工程实践应用主要采用阻抗分压方式，包括固定式和移动式两种类型。世界上首套35 kV／6 MVA晶闸管控制阻抗分压式LVRT检测装置于2010年7月在中国国家风电研究检测中心某试验基地研制成功，该装置能有效模拟电网电压跌落和恢复过程，并能模拟电网三相相间对称故障和两相相间不对称故障。&&& 移动式LVRT检测装置主要针对风电场并网风电机组检测，采用断路器控制阻抗分压式结构，安装于车载集装箱内部。以35 kV电压等级移动式LVRT检测装置为例，图2示出风电机组LVRT检测示意图，检测装置串接于箱变的高压侧，通过控制断路器接入限流电抗器Xsr和短路电抗器Xsc来实现箱变高压侧电压跌落，跌落深度h取决于系统阻抗Xs及Xsr，Xsc及h计算式为：h=Xsc／（Xs+Xsr+Xsc）&&&&&& （1）&&& 可见，改变Xsr，Xsc可实现多种h组合，以有效补偿不同风电场及等效系统阻抗引起的跌落深度偏差，跌落持续时间通过控制Xsr，Xsc投入和切除时间获得，相关标准规定检测装置跌落深度偏差为±5％，跌落时间、跌落持续时间、恢复时间的偏差为20 ms。&&& 4 DFIG LVRT检测结果分析通过模拟电网发生三相相间对称和两相相间不对称故障，在95％Pn时对某风电场DFIG LVRT进行现场实测，验证了检测过程和结果的有效性。被检风机额定容量1.5 MW，机端出口电压690 V，风机采用在转子侧装Crowbar电路实现LVRT.如图2所示，将35 kV移动式LVRT检测装置串接入箱变的高压侧，通过空载试验模拟电网电压跌落深度20％，持续时间625 ms，以确定Xsr和Xsc.图3为模拟三相相间对称故障时的波形。可见，电压最大跌落幅度约23％，持续时间约620 ms，电压跌落瞬间最大瞬时电流达运行电流的2.5倍，故障解除后电流恢复时间9.35 s，功率恢复速率约77 kW／s，即5.13％Pn／s。&&& 发生短路故障的两相电压跌落幅度51.2％，持续时间约622 ms，短路相最大瞬时电流达到运行电流的3.5倍，故障解除后电流恢复时间10.98 s，功率恢复速率4.36％Pn／s。&&& 5 结论这里在分析风电机组低电压穿越标准和检测方法的基础上，研究了其检测过程，并基于现场实测，通过模拟电网发生三相相间对称故障和两相相间不对称故障，验证了风电机组低电压穿越能力检测过程和结果的有效性。
收录时间:日 23:17:24 来源:电子设计工程 作者:匿名
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