电网电压不平衡下双馈风力发电机控制策略研究.docx

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1、电网电压不平衡下双馈风力发电机控制策略研究 摘要：因为双馈风力发电机能够变速稳定的持续工作，所以在风力发电这一领域中得到了广泛的应用。然而，在许多相对偏远的地区，由于其地理位置的缘由，导致了风力发电机与电力主网的联接比较薄弱，所以电网电压极其简单不稳定，当电网电压不稳定的时候，双馈感应发电机将不能稳定持续的工作，这样一来就会对双馈电机造成很大的损坏。本文主要就是针对电网电压不稳定时，电网电压的信号检测和双馈电机的限制策略进行的探讨和分析。 关键词：双馈感应电机;锁相环;正负序重量;限制策略 引言： 就目前来看，风力发电技术主要分为恒速恒频技术和变速恒频技术两种。恒速恒频类的发电机其转速不能随着

2、风速的变更而自行发生变更，因此会对风能不能实现很好的利用，而且，当遇见大风天气时，因为其不能自动变速，这就会对发电机的零件产生肯定的损坏，从而降低它的运用寿命，但是升级后的变速恒频类的发电机很好的改善了这一个缺点，所以变速恒频发电机在风能的利用率上大大的提高了1。因此，这篇论文主要就是针对双馈感应风力发电机在电网电压不平衡的状态下的限制策略的探讨。 一、电网电压不平衡的缘由极其对双馈风力发电机产生的影响 因为大部分的大型风电场都建在偏僻地的区，距离内陆很远，所以它的传输线很长，这就成为了风力发电场接入主电网的一个弱点，同时，因为在实际的传输过程中，电力线路的阻抗简单出现绝缘老化，不对称等状况，

3、这就使线路的电压不平衡。一旦出现电压不平衡，就会对双馈感应电机的正常运行产生影响。在不平衡电压的影响下，双馈感应电机中就简单出现负序重量，这种负序重量会在正序坐标下呈现出二倍频的沟通量，由于负序重量的存在会让得定、转子电流出现异样，进而导致定、转子绕组中产生的热量增多，电磁转矩中出现波动，从而让发电机的机械振动增加，而且噪声增大;并且，二倍频重量也会存在于发电机输出的功率中，假如电网中被这样的功率注入，电网的稳定性就会遭遇对严峻的影响，导致电网中的双馈感应电机与电网解列，从而使得风力发电不能正常运行。 二、电网电压不平衡下双馈感应电机的建模与限制策略 双馈感应电机的工作原理就是通过对转子侧转换

4、器的精确限制，实现对双馈感应电机转子中的励磁调整，是实现双馈感应电机能够变速恒频运行的关键所在。双馈感应电机优于其他发电机的缘由在它有三个可以调整变量：即励磁电流的幅值、频率和相位。变更磁电流幅值可以实现对无功功率的变更;变更频率可以达到变更转速的效果;变更它的相位能实现双馈感应电机电势与电压之间相对位移的变更，这表明双馈感应电机不仅仅可以对无功进行调整也可以实现对有有功进行调整2。以上说明，励磁电流能否很好的限制将干脆关系到双馈发电机能否高效、稳定的运行。目前对励磁电流的限制主要从两个方面进行。 通过对PI限制器的改进进行限制 当发电机的电压出现波动或不平衡的时候，双馈感应发电机的电流和定子

5、电压中会出现负序重量，而在正序坐标下负序重量会表现为二倍频脉动量的形式，就是我们常说的沟通量，但是传统的 PI限制器没有方法对沟通量进行限制，这样就会干脆导致定子三相绕组中出现发热不匀称，过电流等现象，从而降低双频感应电机的工作效率，甚至损坏机器;除此之外，假如定子功率和电磁转矩两者之中都存在着二倍频量，这就会让发电机产生振动及噪声增大，让发电机的运行状况持续恶化，进而损坏机器，降低其的运用寿命。所以，在设计变换器限制策略时要着重考虑这一问题。比如可以在 PI 限制基礎之上，通过增加谐振限制器，这样一来，PI 限制器就可以干脆限制直流重量，而谐振限制器就能过滤出去沟通重量，通过层层把控这就会过

6、滤掉每个电磁量中含有的二倍频沟通重量3。 通过改进锁相环技术进行限制 因为当出现不平衡电压的时候正负序重量会存在于三相沟通系统中的各个电磁量中，这就要求我们须要在定子电压定向的限制策略的基础上我们要对电压的相位做出更加精确的追踪，这时我们就须要精确的锁相环对电网电压产生锁相限制。就目前来说，我们现在所运用的锁相环技术是在PI限制器的基础上进行的，它只可以在电网电压稳定的状况下对电网电压的相位和频率进行精确快速的锁定，但是假如电网电压出现波动即不平衡的时候，PI限制器就没有方法对存在于电网电压中的二倍频重量进行精确的限制，所以这就干脆导致了锁相环没有方法对电网的频率和相位进行正确、精准的追踪定位

7、，所以要解决电网电压发生波动和平衡所产生的问题我们首先须要针对锁相环技术进行更深刻的探讨和限制。 结束语： 总的来说，风力发电在世界各国的经济和科技的发展中都占据着重要的地位，而双馈感应电机的变速恒频发电是风力发电的核心内容，解决在电网电压不平衡的状况下，双馈感应电机的变速恒频发电应当是现在所探讨的重点。所以相关科研人员应当深刻了解和剖析其相关的工作原理，针对于各种问题进行改进，使的双馈感应电机在电网电压不平衡下也能实现高效稳定的发电，这对于将来实现能源替代，解决环境污染，实现可持续发展和构建将来坚毅智能电网都有着重要的意义。 参考文献： 1胡家兵，孙丹，贺益康等.电网电压骤降故障下双馈风力发电机建模与限制J电力系统自动化，2022 ：21-26. 2伍小杰，柴建云，王祥珩等.变速恒频双馈风力发电系统沟通励磁综述J电力系统自动化，2022 ：92-96. 3张学广，徐殿国，潘伟明等.基于电网电压定向的双馈风力发电机灭磁限制策略J电力系统自动化，2022 ：95-101. 第5页 共5页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页