一般风力发电机组的低电压穿越能力是如何实现的?

如题所述

电力电子技术领域的专家指出,目前市面上主要有三种风力发电机组类型,分别是直接并网的定速异步机(FSIG)、同步直驱式风机(PMSG)和双馈异步式风机(DFIG)。
1. 定速异步机(FSIG)的低电压穿越能力(LVRT)实现方法:
在电压降低期间,FSIG面临的主要挑战是电磁转矩的衰减可能导致转速急剧上升。一种常见的解决办法是通过快速调整桨叶角度来减少输入的机械转矩,从而限制转速的增加。然而,由于风力发电机桨叶具有较大的惯性,这一方法要求风机能具备优秀的桨叶调整性能。不足之处在于这种方法无法提供无功支持电网恢复。为此,可以通过引入静态无功补偿装置(SVC)实时补充所需的无功功率,从而改善稳态运行波形,提升故障穿越能力。
2. 同步直驱式风机(PMSG)的低电压穿越能力(LVRT)实现方法:
在电压降低时,PMSG的主要问题是能量的不匹配可能导致直流电压升高。应对策略包括储存或消耗多余的能量以解决能量匹配问题。在选择电力电子器件时,可以放宽其耐压和过流值要求,并提升直流电容的额定电压。这样,在电压下降时可以储存多余的能量,并允许网侧逆变器电流增大,输出更多能量。这种方法主要从增加功率输出和储能的角度出发,适用于短暂电压下降故障情况。此外,减小同步机电磁转矩设定值,可以使得发电机转速上升,从而储存部分输入能量,有效降低发电机输出功率。同时,也可以采取变桨控制,减少风机输入功率。通过增加器件容量,可以进一步提高穿越的裕度。
3. 双馈异步式风机(DFIG)的低电压穿越能力(LVRT)实现方法:
与前两种机型相比,DFIG在电压下降期间面临更大的威胁。电压下降引发的暂态转子过电流和过电压可能会损坏电力电子器件,同时电磁转矩的衰减也会导致转速上升。常用的解决方法是在发电机转子侧安装crowbar电路,为转子侧电路提供旁路。在检测到电网故障和电压下降时,关闭双馈感应发电机的励磁变流器,并投入转子回路的旁路(释能电阻)保护装置,限制通过励磁变流器的电流和转子绕组的过电压,维持发电机不脱网运行(此时双馈感应发电机以感应电动机方式运行)。
温馨提示:答案为网友推荐,仅供参考