[发明专利]用于双馈式风力发电机组低电压穿越的开关和动态电阻

说明书

  

技术领域

本发明属于风力发电机组低电压穿越控制领域，特别是用于双馈式风力发电机组低电压穿越的开关和动态电阻。 

技术背景

近年来，风能因为具有清洁和经济的优点，受到越来越多的关注。随着风力发电及其控制技术的不断发展，风力发电机组的容量占整个电网的容量的比例呈现上升趋势。为了防止在故障期间电网因为风力发电机大量切出电网而出现不稳定现象，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电网出现短路故障的情况下，不切出电网而依然保持运行，并按要求向电网提供一定功率的能力。 

在各种类型的风力发电机中，双馈式风力发电机受到较多的青睐，这是因为一方面双馈式风力发电机允许转子变速运动，也就是说，此种类型的电机可以根据风速的大小调节转子的速度以使风能转化的效率最高；另一方面，双馈式风力发电机的变流器和转子相连，不是和定子相连，这使双馈式风力发电机的变流器的容量可以是电机系统容量的一部分，即节约了成本。但是对于双馈式风力发电机组，当定子端口的电压突然降低时，转子变流器很容易因为转子出现的过电流或过电压而受到损害。因此为了使双馈式风力发电机组具有低电压穿越能力，必须采取相应的控制策略。 

对于双馈式风力发电机组，常用的低电压穿越控制技术可以分为两类：1，在不增加额外硬件的条件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.)，如转子变流器或风机叶片；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（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; J. Yang, E. Fletcher, J. O. Reilly, A series dynamic resistor based converter protection schemes for doubly fed induction generator during various fault conditions, IEEE transactions on energy conversion, Vol. 25, No. 2, Jun. 2010）。