[发明专利]双馈式风力发电机组低电压穿越的动态电阻及其控制方法

说明书

 

技术领域

本发明涉及属于风力发电机组低电压穿越控制领域，尤其涉及一种双馈式风力发电机组低电压穿越的动态电阻及其控制方法。

背景技术

在风力发电机组接入电网的初期，因为风力发电机组的容量占整个电网的容量的比例比较小，在这种情况下，当电网发生短路故障时，为了防止风力发电机组受到损害，一般的做法是将风力发电机组切出电网。但是随着风力发电技术的发展，风力发电机组的容量占整个电网的容量的比例越来越大，在这种情况下，当电网发生短路故障时，如果我们依然将风力发电机组切出电网，电网会因为缺失大量功率源而减慢恢复的速度，甚至出现不稳定现象。因此现在的电网都要求风力发电机组具有低电压穿越能力。低电压穿越是指风力发电机组在短路故障的情况下，不切出电网而依然保持运行的能力。但是如果我们不采取额外的控制措施，风力发电机组在这种不正常的电网条件下运行必然会受到损害。对于双馈式风力发电机组，当定子端口出现低电压时，转子变流器很容易因为过电流和过电压受到损害。因此为了使双馈式风力发电机组具有低电压穿越能力，必须采取一些额外的控制策略。

双馈式风力发电机组常用的低电压穿越技术可以分为两类：

1，不增加额外硬件的情况下控制系统的某些部件(Dawei Xiang, Li Ran, Peter J. Tavner, et.al., Control of a doubly fed induction generator in a wind turbine during grid fault ride-through, IEEE transactions on energy conversion, Vol. 21, No. 3, Sep. 2006; Lie Xu, Yi Wang, Dynamic modeling and control of DFIG-based wind turbines under unbalanced network conditions, IEEE transactions on power systems, Vol. 22, No. 1, Feb. 2007.)，如控制变流器或叶片；

2，增加额外的硬件，如电压补偿装置(Patrick S. Flannery, Giri Venkataramanan, A fault tolerant doubly fed induction generator wind turbine using a parallel grid side rectifier and series grid side converter, IEEE transactions on power electronics, Vol. 23, No. 3, May. 2008; Christian Wessels, Fabian Gebhardt, Friedrich Willhelm Fuchs, Fault ride-through of a DFIG wind turbine using a dynamic voltage restorer during symmetrical and asymmetrical grid faults, IEEE transactions on power systems, Vol. 26, No. 3, Mar. 2011.)、功率补偿装置(K. E. Okedu, S. M. Muyeen, Rion Takahashi, et.al., Participation of facts in stabilizing DFIG with crowbar during grid fault based on grid codes, IEEE conference and exhibition, Dubai, Feb. 2011.)、电阻。

对于为了实现低电压穿越而加入的电阻可以分为两类：

1，撬棒（Crowbar）（Graham Pannell, David J.Atkinson, Bashar Zahawi, Mimimum-threhold crowbar for a fault-ride-through grid-code-compliant DFIG wind turbine, IEEE transactions on energy conversion, Vol. 25, No. 3, Sep. 2008.）；