電網電壓對稱驟升時DFIG暫態電流分析及限流電阻阻值優化

孫麗玲, 王艷娟

(華北電力大學電氣與電子工程學院, 河北省保定市 071003)

0　引言

雙饋感應風力發電機(DFIG)以其換流器容量較小、有功和無功功率解耦控制、調速范圍寬等優點一直占據著風電市場的主要份額[1-2]。但是,DFIG定子繞組與電網直接相連,使其對電網電壓故障尤為敏感,故障穿越能力也極具挑戰性。目前,低電壓穿越技術相對成熟且已取得了一定的研究成果,但高電壓穿越 (high voltage ride-through,HVRT)技術尚未引起足夠的關注[3-7]。HVRT同樣也是風電大規模并網運行的關鍵技術之一。電網電壓驟升故障同樣對DFIG定轉子造成強烈的沖擊,為確保DFIG在電網電壓驟升時仍能并網運行,有必要對HVRT下的轉子電流特性進行分析。

電網電壓故障時轉子電流的精確分析關系到故障穿越的實現和故障特性的分析。已有較多文獻對電網電壓嚴重故障導致轉子保護投入時的短路電流特性進行了研究[8-12],但均未涉及換流器的調控分析和HVRT時轉子電流特性研究。文獻[13-14]給出了計及換流器調控作用時,轉子電流在時域中的解析表達式;文獻[15]在分析換流器調節特性對故障電流影響的基礎上給出了故障電流解析表達式，不同于三相短路情況,HVRT期間的轉子電流特性由于撬棒保護并未投入[16]。此外,常規研究大多集中于故障期間轉子電流特性分析,在計算轉子電流最大值時只考慮了故障發生時刻,忽略故障切除后DFIG的動態變化,存在故障電壓升高的暫態過程尚未結束,轉子電流的暫態分量尚未衰減完畢,導致故障切除時暫態過程疊加使轉子電流大于故障發生時刻,使得HVRT期間轉子電流最大值計算不準確,進而導致限流電阻阻值整定偏小。……