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基于DBR的交直流复用Crowbar低电压穿越 邓友汉1，肖志怀1，程远楚1，张新龙2 (1．武汉大学动力与机械学院，湖北武汉430072； 2．中国电力科学研究院新能源所，江苏南京210003) 摘要：在深入分析双馈风力机组数学模型的基础上，通过对现有低电压穿越方案的控制策略和效果的研究，提 MW双馈风力发电机组进行了试验．对设计方案进行了验证。研究表明，所述方案对电网电压轻度跌落持续 可控：对电网电压深度跌落．利用并联整流桥取代机侧变频器输送转子故障能量至直流母线，规避了跌落瞬间 机侧变频器容量不足的缺点．至机侧变频器重启并联整流桥退出．恢复背靠背变频连接。对不同程度电网电压 跌落．所述方案均能实现低电压穿越．故障期间无功支撑满足电网导则要求。 关键词：风电；低电压穿越；动态刹车电阻；直流Crowbar；交流Crowbar；无功支撑 614 中图分类号：TM 文献标识码：A 0引言 UPS．但此方法的成本过高，工程大量应用受到了限 随着风力发电规模的扩大与单机容量的提高． 跌落期间利用Crowbar泄放转子能量．实现风力机的 风力发电所产生电能在我国电网中所占的比重也逐 低电压穿越。 渐增加。基于双馈感应发电机(DFIG)的风电系统 我国风力发电行业起步较晚，但发展迅速．大量 具有变流器容量小、有功功率与无功功率可以单独调 已运行的风力发电机组不具备低电压穿越能力。为 节、调速范围广等特点，因此在风电场中被广泛应 使风力发电机组实现低电压穿越．一般常采用增加硬 用[1_引。当电网电压降低时．DFIG风力机机端电压 件的方法来实现DFIG在电网低电压故障下低电压 下降、定子电流上升，磁通下降。感应的转子电流升 穿越运行。鉴于我国电网导则对低电压穿越的要求 高，若不能抑制此电流，会导致机侧变频器(GSC)过 为严格意义上不脱网．直流母线电容保护法的成本 流或过压保护而退出运行．将造成电磁转矩不可控． 较高，因此，我国现行实施低电压穿越的方案中。发 引起风力机加速，势必引起过速停车。当电网出现 电机转子侧并联交流主动式Crowbar方案应用相对 电压故障时．大规模的风力机组与电网解列．将降低 较多。 电网电压的支撑能力，影响电网运行的稳定性。所以． 本文通过对电网电压骤降故障下DFIG的瞬态 很多国家都要求并网发电的风力机必须能实现低电 特性的研究．分析了电压跌落故障对无穿越能力的 压穿越(LVRT)㈨，我国也于2009年提出了《风电场 DFIG机组的危害．提出了DFIG低电压穿越运行的 接人电网技术规定(修订版)》㈧。 具体控制目标．并对现阶段我国应用较多的转子侧 目前．对电网电压跌落故障下DFIG机组的行为并联Crowbar低电压穿越方案进行分析：在此基础 特性及提高其低电压穿越能力的研究．已成为国内 上．提出了基于动态刹车电阻(DBR)的交直流复用 外风电技术研究的热点问题[5=。已提出的方案有： Crowbar低电压穿越方案。并对该方案在故障过程中 定子侧法[6]．在电网电压故障期间．定子侧并网开关 的风力机低电压穿越可行性及正