[发明专利]一种基于电磁暂态算法的双馈型风力发电机组低电压穿越控制方法

说明书

技术领域

本发明属于风力发电领域，具体地说是一种基于电磁暂态算法的双馈型风力发电机组低电压穿越控制方法。

背景技术

双馈型风力发电机是目前兆瓦级变速恒频风力发电机的主流机型，随着风电电网穿透率的提高，风力发电机的低电压穿越（LVRT）功能是当前风力发电机的必备功能。如德国E.ONNetz电网公司在2006年颁布的并网导则（Gridcodeforhighandextrahighvoltage），国家电网公司企业标准（Q/GDW392－2009）等都对风力发电机的LVRT功能提出了具体要求。由于双馈型风力发电机中双馈电机的特殊驱动拓扑结构，使其背靠背驱动变流器难以满足LVRT时的电流容量需求，这也使得LVRT问题成为双馈型风力发电机的技术瓶颈问题。

LVRT所带来的挑战性及其解决的迫切性，使得双馈型风电变流器的LVRT问题成为当前研究的热点问题。近年来关于LVRT方案的研究报道可概括为两大类：基于硬件的LVRT方案；基于软件控制算法的LVRT方案。

其中基于硬件的LVRT变流器拓扑变化主要有转子回路附加硬件和定子回路附加硬件两类：转子回路附加硬件主要有配置撬棒（Crowbar）电路方案（蒋雪冬，赵舫.应对电网电压骤降的双馈感应风力发电机Crowbar控制策略[J].电网技术,2008,32(12):84-89；周维来，孙敬华，张哲等.一种双馈风电变流器Crowbar保护装置[P]，200910072960），以及2009年3月发表在电力系统会议与展览上的串联阻抗网络方案（WenzhongGao,GeWang,JiaxinNing.Development oflowvoltageride-throughcontrolstrategyforwindpowergenerationusingrealtimedigitalsimulator[C].ProceedingsofIEEE PSCE,Seattle,USA,Mar.15-18,2009:1-6）等；

而定子回路附加硬件主要有2005年11月发表在欧洲电力电子与应用会议上的串联电力电子开关方案（AndreasDittrich,AlexanderStoev.Comparisonoffaultride-throughstrategiesforwindturbineswithDFIM generators[C].ProceedingsofEuropeanConferenceonPowerElectronicsandApplications,Dresden,Germany,Nov.11-14,2005:1-8.），发表在电气与电子工程师协会工业应用期刊第45卷第5期上的串联变流器方案(PatrickS.Flannery,andGiriVenkataramanan.Unbalancedvoltagesagride-throughofadoublyfedinductiongeneratorwindturbinewith seriesgrid-sideconverter[J].IEEETransactionsonIndustryApplications,2009,45(5):1879-1887)以及发表在电气与电子工程师协会能量转换期刊第25卷第4期上的增设无源阻抗网络方案(XiangwuYan,Giri Venkataramanan,PatrickS.Flannery,YangWang,etal.Voltage-sagtoleranceofDFIGwindturbinewithaseriesgridside passive-impedancenetwork[J].IEEETransactionsonEnergyConversion,2010,25(4):1048-1056.)等。但是纵观这些基于硬件的LVRT方案，使得双馈型风力发电机组因附加硬件电路而变得复杂，且控制算法也相应的变得复杂，使得双馈型风力发电系统的设计较为困难，同时由于附加设备的增多也导致了双馈型风力发电系统稳定性和可靠性以及效率的降低，客观上也使得成本的投入增加。