✅作者简介热爱科研的Matlab仿真开发者擅长毕业设计辅导、数学建模、数据处理、建模仿真、程序设计、完整代码获取、论文复现及科研仿真。 往期回顾关注个人主页Matlab科研工作室 关注我领取海量matlab电子书和数学建模资料个人信条格物致知,完整Matlab代码获取及仿真咨询内容私信。 内容介绍一、背景一DFIG 双馈风机在电力系统中的地位随着全球对清洁能源的需求不断增长风力发电作为一种重要的可再生能源发电方式得到了广泛应用。其中双馈感应发电机DFIG型双馈风机凭借其变速恒频运行、可灵活调节无功功率等优点在风电场中占据了重要地位。DFIG 能够在不同风速下实现高效发电提高风能利用效率为电力系统提供稳定的电能输出。二低电压穿越LVRT的必要性在电力系统运行过程中电网电压跌落是一种常见的故障情况。这可能由输电线路短路、雷击、大容量负荷投切等多种原因引起。当电网电压发生跌落时如果 DFIG 双馈风机不能及时采取有效措施可能会导致风机脱网对电力系统的稳定性产生严重影响。大量风机脱网可能引发连锁反应进一步扩大故障范围甚至导致系统崩溃。因此实现 DFIG 双馈风机的低电压穿越LVRT能力至关重要它要求风机在电网电压跌落期间保持与电网的连接并为电网提供必要的支持以帮助电网恢复正常运行保障电力系统的稳定性和可靠性。二、原理一DFIG 双馈风机基本原理结构与工作原理DFIG 主要由定子、转子和变频器组成。定子绕组直接连接到电网转子绕组通过双向背靠背变流器与电网相连。当风机叶片在风力作用下旋转时带动 DFIG 的转子旋转。此时定子绕组切割转子磁场产生感应电动势向电网输出电能。由于转子转速可变通过控制变流器对转子电流的频率、幅值和相位进行调节可实现 DFIG 的变速恒频运行使其在不同风速下都能保持与电网频率同步并输出稳定的电能。功率调节DFIG 可以通过调节转子电流来实现有功功率和无功功率的独立调节。根据双馈电机的理论定子侧输出的有功功率 Ps 与转子转速和转差率有关无功功率 Qs 则与转子励磁电流的幅值和相位相关。通过控制变流器改变转子电流的参数能够灵活地调节 DFIG 向电网输出的有功功率和无功功率以满足电力系统的运行需求。例如当电网需要更多的无功功率来维持电压稳定时DFIG 可以增加转子励磁电流的幅值向电网输出更多的无功功率。二低电压穿越LVRT原理低穿检测为了实现 LVRT首先需要实时监测电网电压的幅值和相位等参数以判断电网是否发生电压跌落以及跌落的程度和持续时间。通常设定一个电压阈值当检测到电网电压幅值低于该阈值时触发低电压穿越程序。同时还可以监测电网电压的相位跳变等异常情况以便更准确地判断电网故障类型。转子侧快速短接当检测到电网电压跌落时转子侧快速短接是一种常用的保护措施。在电压跌落瞬间将转子绕组通过短路装置快速短接。这是因为在电压跌落时定子绕组感应电动势会突然降低但由于转子的惯性其转速不会立即改变导致转子绕组中会产生过电流。快速短接转子绕组可以限制过电流的大小保护转子侧变流器和电机绕组免受过大电流的损害。此外短接转子绕组还可以消耗转子的部分能量加快电机的减速过程降低电机内部的电磁应力。网侧矢量补偿控制在转子侧快速短接的同时网侧变流器采用矢量补偿控制策略。网侧矢量控制的基本原理是将电网电压和电流在同步旋转坐标系下进行解耦控制分别控制有功电流分量和无功电流分量。在低电压穿越期间通过检测电网电压的跌落情况网侧变流器根据控制算法调整自身的输出电流对电网进行无功功率补偿以帮助电网恢复电压。同时通过控制有功电流分量确保网侧变流器在故障期间能够维持稳定的直流母线电压为转子侧变流器提供稳定的电源保证整个系统的正常运行。例如当电网电压跌落时网侧变流器可以增加无功电流的输出向电网注入无功功率提高电网电压幅值同时调整有功电流维持直流母线电压在允许范围内为后续的故障恢复和电机重新并网做好准备。通过上述低电压穿越控制策略DFIG 双馈风机能够在电网电压跌落时保持与电网的连接限制过电流和过电压为电网提供必要的无功支持从而提高电力系统的稳定性和可靠性实现安全、稳定的低电压穿越运行。⛳️ 运行结果 参考文献[1]胡海林,万晓凤,丁小华,等.分布式虚拟同步发电机改进低电压穿越控制技术[J].电机与控制学报, 2020.DOI:CNKI:SUN:DJKZ.0.2020-01-018.往期回顾扫扫下方二维码