風(fēng)電場無功補償及電壓控制二

1、主講：朱永強主講：朱永強風(fēng)電場的電壓穩(wěn)定分析風(fēng)電場的電壓穩(wěn)定分析聲明：教學(xué)資料請匆轉(zhuǎn)載聲明：教學(xué)資料請匆轉(zhuǎn)載3.1電壓穩(wěn)定的概念和機(jī)理電壓穩(wěn)定的概念和機(jī)理3.2風(fēng)電場風(fēng)電場低電壓穿越能力要求低電壓穿越能力要求3.3風(fēng)電場的靜態(tài)電壓穩(wěn)定問題分析風(fēng)電場的靜態(tài)電壓穩(wěn)定問題分析3.4風(fēng)電場的暫態(tài)電壓穩(wěn)定問題分析風(fēng)電場的暫態(tài)電壓穩(wěn)定問題分析 三個基本概念：電壓穩(wěn)定、電壓失穩(wěn)、電壓崩潰三個基本概念：電壓穩(wěn)定、電壓失穩(wěn)、電壓崩潰電壓穩(wěn)定電壓穩(wěn)定：P.Kunder將電壓穩(wěn)定定義為將電壓穩(wěn)定定義為“電力系統(tǒng)在電力系統(tǒng)在正常運行或經(jīng)受擾動后維持所有節(jié)點電壓為可接受正常運行或經(jīng)受擾動后維持所有節(jié)點電壓為可接受值的能

2、力值的能力”。電壓失穩(wěn)電壓失穩(wěn)：指指“擾動引起的持續(xù)且不可控制的電壓下擾動引起的持續(xù)且不可控制的電壓下降過程降過程”。電壓崩潰電壓崩潰：指指“伴隨著電壓失穩(wěn)的一系列事件導(dǎo)致系伴隨著電壓失穩(wěn)的一系列事件導(dǎo)致系統(tǒng)的部分電壓低到不可接受的過程統(tǒng)的部分電壓低到不可接受的過程”3.1電壓穩(wěn)定的概念和機(jī)理電壓穩(wěn)定的概念和機(jī)理3.1電壓穩(wěn)定的概念和機(jī)理電壓穩(wěn)定的概念和機(jī)理并網(wǎng)風(fēng)電場靜態(tài)電壓穩(wěn)定性分析并網(wǎng)風(fēng)電場靜態(tài)電壓穩(wěn)定性分析的實質(zhì)是的實質(zhì)是風(fēng)電機(jī)組的風(fēng)電機(jī)組的有功、有功、無功特性無功特性與電網(wǎng)本身的堅強程度、電網(wǎng)或風(fēng)電機(jī)組本身是與電網(wǎng)本身的堅強程度、電網(wǎng)或風(fēng)電機(jī)組本身是否能夠在風(fēng)電機(jī)組連續(xù)運行中提供足夠的

3、無功電壓支持，否能夠在風(fēng)電機(jī)組連續(xù)運行中提供足夠的無功電壓支持，在小擾動情況下保證機(jī)組與電網(wǎng)的電壓穩(wěn)定性。在小擾動情況下保證機(jī)組與電網(wǎng)的電壓穩(wěn)定性。 3.23.2風(fēng)電場風(fēng)電場低電壓穿越能力要求低電壓穿越能力要求圖1風(fēng)電場低電壓穿越能力要求國家電網(wǎng)公司出臺的國家電網(wǎng)公司出臺的風(fēng)電場風(fēng)電場接入電網(wǎng)技術(shù)規(guī)定指出：接入電網(wǎng)技術(shù)規(guī)定指出：風(fēng)電風(fēng)電場應(yīng)具備場應(yīng)具備低電壓穿越低電壓穿越能力：能力：a)風(fēng)電場內(nèi)的風(fēng)電機(jī)組具有在并網(wǎng)風(fēng)電場內(nèi)的風(fēng)電機(jī)組具有在并網(wǎng)點電壓跌至點電壓跌至20%額定電壓額定電壓時能夠保持時能夠保持并網(wǎng)運行并網(wǎng)運行625ms的低電壓的低電壓穿越能力；穿越能力；b)風(fēng)電場并網(wǎng)點電壓在發(fā)生風(fēng)電

4、場并網(wǎng)點電壓在發(fā)生跌落后跌落后3s內(nèi)內(nèi)能夠能夠恢復(fù)到恢復(fù)到額定電壓的額定電壓的90%時，風(fēng)電場內(nèi)的風(fēng)電機(jī)組保持并網(wǎng)運行。時，風(fēng)電場內(nèi)的風(fēng)電機(jī)組保持并網(wǎng)運行。 3.3 風(fēng)電場的靜態(tài)電壓穩(wěn)定問題分析風(fēng)電場的靜態(tài)電壓穩(wěn)定問題分析采用靜態(tài)潮流計算的方法對電壓穩(wěn)定性的問題進(jìn)行說明采用靜態(tài)潮流計算的方法對電壓穩(wěn)定性的問題進(jìn)行說明。無窮大系統(tǒng)S1=P1+jQ1Z=R+jX02U1UQgPgQgcPRQLQC/2QC/2S2=P2+jQ2圖2 單機(jī)無窮大系統(tǒng)電壓穩(wěn)定分析示意圖經(jīng)過公式推導(dǎo)，得出并網(wǎng)點電壓為：經(jīng)過公式推導(dǎo)，得出并網(wǎng)點電壓為：對上式進(jìn)行化簡，得到：對上式進(jìn)行化簡，得到：可以看出，風(fēng)電機(jī)組可以看出，

5、風(fēng)電機(jī)組機(jī)端電壓機(jī)端電壓的值與其發(fā)出的的值與其發(fā)出的有功、無功功有功、無功功率及等值線路的率及等值線路的R、X值值有密切的關(guān)系，當(dāng)?shù)戎档木€路參數(shù)有密切的關(guān)系，當(dāng)?shù)戎档木€路參數(shù)確定時，則機(jī)端電壓水平完全由風(fēng)電場與等值線路作為一個確定時，則機(jī)端電壓水平完全由風(fēng)電場與等值線路作為一個子系統(tǒng)的有功、無功決定子系統(tǒng)的有功、無功決定。)()()(412111112111RQXPjXQRPRQXPU22221UXQRPUU 3.3 風(fēng)電場的靜態(tài)電壓穩(wěn)定問題分析風(fēng)電場的靜態(tài)電壓穩(wěn)定問題分析（1）異步機(jī)風(fēng)電場靜態(tài)電壓穩(wěn)定性）異步機(jī)風(fēng)電場靜態(tài)電壓穩(wěn)定性由于在線路中的壓降主要是由由于在線路中的壓降主要是由無功傳輸無

6、功傳輸引起的，因此風(fēng)電場引起的，因此風(fēng)電場電壓穩(wěn)定性降低的原因主要是因為風(fēng)電場及其等值線路作為電壓穩(wěn)定性降低的原因主要是因為風(fēng)電場及其等值線路作為一個一個無功負(fù)荷需要吸收無功無功負(fù)荷需要吸收無功所致，當(dāng)機(jī)端并聯(lián)電容器提供的所致，當(dāng)機(jī)端并聯(lián)電容器提供的無功功率與線路充電無功功率之和大于風(fēng)電場與等值線路消無功功率與線路充電無功功率之和大于風(fēng)電場與等值線路消耗的無功時，風(fēng)電場機(jī)端電壓水平能夠得到改善；耗的無功時，風(fēng)電場機(jī)端電壓水平能夠得到改善； 3.3 風(fēng)電場的靜態(tài)電壓穩(wěn)定問題分析風(fēng)電場的靜態(tài)電壓穩(wěn)定問題分析（2）雙饋感應(yīng)電機(jī)風(fēng)電場靜態(tài)電壓穩(wěn)定性）雙饋感應(yīng)電機(jī)風(fēng)電場靜態(tài)電壓穩(wěn)定性由于雙饋感應(yīng)電機(jī)能夠

7、實現(xiàn)有功、無功的解耦控制，因此基由于雙饋感應(yīng)電機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)有功、無功的解耦控制，因此基于雙饋感應(yīng)電機(jī)的變速風(fēng)電場的無功特性取決于于雙饋感應(yīng)電機(jī)的變速風(fēng)電場的無功特性取決于雙饋風(fēng)電機(jī)雙饋風(fēng)電機(jī)組的組的控制。控制。雙饋風(fēng)電機(jī)組構(gòu)成的風(fēng)電場能夠控制其風(fēng)電場出口與電網(wǎng)之雙饋風(fēng)電機(jī)組構(gòu)成的風(fēng)電場能夠控制其風(fēng)電場出口與電網(wǎng)之間不交換無功功率，其間不交換無功功率，其電壓穩(wěn)定性要明顯好于異步機(jī)風(fēng)電場電壓穩(wěn)定性要明顯好于異步機(jī)風(fēng)電場。 3.3 風(fēng)電場的靜態(tài)電壓穩(wěn)定問題分析風(fēng)電場的靜態(tài)電壓穩(wěn)定問題分析風(fēng)電場的風(fēng)電場的暫暫態(tài)電壓穩(wěn)定問題分析態(tài)電壓穩(wěn)定問題分析主要包括：主要包括：恒速風(fēng)電機(jī)組暫態(tài)電壓穩(wěn)定分析恒速風(fēng)電機(jī)組

8、暫態(tài)電壓穩(wěn)定分析 異步發(fā)電機(jī)的暫態(tài)電壓穩(wěn)定性分析異步發(fā)電機(jī)的暫態(tài)電壓穩(wěn)定性分析和和故障時軸系松弛特性故障時軸系松弛特性 對暫態(tài)電壓穩(wěn)定影響對暫態(tài)電壓穩(wěn)定影響。變速風(fēng)電機(jī)組暫態(tài)電壓穩(wěn)定分析變速風(fēng)電機(jī)組暫態(tài)電壓穩(wěn)定分析 轉(zhuǎn)子側(cè)變頻器暫態(tài)電壓控制模型轉(zhuǎn)子側(cè)變頻器暫態(tài)電壓控制模型、變頻器保護(hù)系統(tǒng)變頻器保護(hù)系統(tǒng)和和變速變速風(fēng)電機(jī)組槳距角控制模型風(fēng)電機(jī)組槳距角控制模型。 3.4 風(fēng)電場的風(fēng)電場的暫暫態(tài)電壓穩(wěn)定問題分析態(tài)電壓穩(wěn)定問題分析恒速風(fēng)電機(jī)組暫態(tài)電壓穩(wěn)定分析恒速風(fēng)電機(jī)組暫態(tài)電壓穩(wěn)定分析a) a) 異步發(fā)電機(jī)的暫態(tài)電壓穩(wěn)定性分析異步發(fā)電機(jī)的暫態(tài)電壓穩(wěn)定性分析對于風(fēng)電機(jī)組的異步發(fā)電機(jī)，轉(zhuǎn)子運動方程如對于風(fēng)

9、電機(jī)組的異步發(fā)電機(jī)，轉(zhuǎn)子運動方程如下下式式所示：所示： ：異步發(fā)電機(jī)軸上的機(jī)械轉(zhuǎn)矩異步發(fā)電機(jī)軸上的機(jī)械轉(zhuǎn)矩， ：異步發(fā)電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩異步發(fā)電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩。 3.4 風(fēng)電場的風(fēng)電場的暫暫態(tài)電壓穩(wěn)定問題分析態(tài)電壓穩(wěn)定問題分析EMggTTdtdH2MTETa) a) 異步發(fā)電機(jī)的暫態(tài)電壓穩(wěn)定性分析異步發(fā)電機(jī)的暫態(tài)電壓穩(wěn)定性分析 3.4 風(fēng)電場的風(fēng)電場的暫暫態(tài)電壓穩(wěn)定問題分析態(tài)電壓穩(wěn)定問題分析1.01.11.21.31.40.00.51.01.52.02.5TM (50%)krfcrncrKFKNA DCB0.7pu0.8pu0.9pugTETM (100%)1.0pu圖3 異步發(fā)電機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速特性

10、曲線a)a)異步發(fā)電機(jī)的暫態(tài)電壓穩(wěn)定性分析異步發(fā)電機(jī)的暫態(tài)電壓穩(wěn)定性分析 當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生故障時，由于機(jī)端電壓的降低導(dǎo)致發(fā)電機(jī)向當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生故障時，由于機(jī)端電壓的降低導(dǎo)致發(fā)電機(jī)向電網(wǎng)注入的電網(wǎng)注入的電磁功率電磁功率也會也會降低降低，引起異步發(fā)電機(jī)，引起異步發(fā)電機(jī)加速加速，可以由圖可以由圖4的異步發(fā)電機(jī)故障前后的電磁轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速曲線的異步發(fā)電機(jī)故障前后的電磁轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速曲線來分析故障過程中發(fā)電機(jī)行為，來分析故障過程中發(fā)電機(jī)行為， 3.4 風(fēng)電場的風(fēng)電場的暫暫態(tài)電壓穩(wěn)定問題分析態(tài)電壓穩(wěn)定問題分析圖4 異步發(fā)電機(jī)電壓降低時電磁轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速特性曲線及動態(tài)穩(wěn)定極限1.01.11.21.31.40.00.51.01.52.0

11、2.5FTM (70%)E減速面積krfcrncrKFKNA DCB0.8pugTETM (100%)1.0pu加速面積a)異步發(fā)電機(jī)的暫態(tài)電壓穩(wěn)定性分析 只要異步發(fā)電機(jī)故障時的只要異步發(fā)電機(jī)故障時的加速面積小于其減速面積加速面積小于其減速面積，異步發(fā)電機(jī)就是，異步發(fā)電機(jī)就是動動態(tài)穩(wěn)定態(tài)穩(wěn)定的；若加速面積的；若加速面積大于大于減速面積，則異步發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速就會減速面積，則異步發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速就會超出故障超出故障時的動態(tài)臨界轉(zhuǎn)速值時的動態(tài)臨界轉(zhuǎn)速值 ，異步發(fā)電機(jī)失去穩(wěn)定。異步發(fā)電機(jī)的機(jī)械轉(zhuǎn)矩曲，異步發(fā)電機(jī)失去穩(wěn)定。異步發(fā)電機(jī)的機(jī)械轉(zhuǎn)矩曲線與電磁轉(zhuǎn)矩曲線在靜態(tài)穩(wěn)定極限點線與電磁轉(zhuǎn)矩曲線在靜態(tài)穩(wěn)定極限點KN右

12、側(cè)的交右側(cè)的交點點(電壓電壓1.0pu時為時為B點，點，電壓電壓0.8pu時為時為D點）為異步發(fā)電機(jī)的動態(tài)穩(wěn)點）為異步發(fā)電機(jī)的動態(tài)穩(wěn)定定極限點，其對應(yīng)的轉(zhuǎn)速為極限點，其對應(yīng)的轉(zhuǎn)速為動態(tài)穩(wěn)定極限轉(zhuǎn)速。動態(tài)穩(wěn)定極限轉(zhuǎn)速。 3.4 風(fēng)電場的風(fēng)電場的暫暫態(tài)電壓穩(wěn)定問題分析態(tài)電壓穩(wěn)定問題分析1.01.11.21.31.40.00.51.01.52.02.5FTM (70%)E減速面積krfcrncrKFKNA DCB0.8pugTETM (100%)1.0pu加速面積b)故障時軸系松弛特性對暫態(tài)電壓穩(wěn)定影響風(fēng)電機(jī)組兩質(zhì)塊的軸系運動方程風(fēng)電機(jī)組兩質(zhì)塊的軸系運動方程: 3.4 風(fēng)電場的風(fēng)電場的暫暫態(tài)電壓穩(wěn)定

13、問題分析態(tài)電壓穩(wěn)定問題分析)(220gtsggEssggttsstttdtdDTKdtdHDKTdtdH風(fēng)力機(jī)軸具有較大的風(fēng)力機(jī)軸具有較大的柔性柔性，在電網(wǎng)中發(fā)生三相短路故障、電，在電網(wǎng)中發(fā)生三相短路故障、電壓降低風(fēng)電機(jī)組電磁轉(zhuǎn)矩降低的情況下，風(fēng)力機(jī)的軸會發(fā)生壓降低風(fēng)電機(jī)組電磁轉(zhuǎn)矩降低的情況下，風(fēng)力機(jī)的軸會發(fā)生“釋放扭轉(zhuǎn)再釋放再扭轉(zhuǎn)釋放扭轉(zhuǎn)再釋放再扭轉(zhuǎn)”這樣一個反復(fù)的振蕩過程，這樣一個反復(fù)的振蕩過程，即角度即角度 發(fā)生振蕩變化。發(fā)生振蕩變化。從發(fā)電機(jī)側(cè)來看，機(jī)械轉(zhuǎn)矩從發(fā)電機(jī)側(cè)來看，機(jī)械轉(zhuǎn)矩 其大小也是不斷波動的，其大小也是不斷波動的，則軸系的故障時的則軸系的故障時的松弛特性松弛特性，也會影響到

14、風(fēng)電機(jī)組的暫態(tài)電，也會影響到風(fēng)電機(jī)組的暫態(tài)電壓穩(wěn)定性。壓穩(wěn)定性。sssMKTb)故障時軸系松弛特性對暫態(tài)電壓穩(wěn)定影響軸的扭轉(zhuǎn)一部分彈性勢能儲存在軸系軸的扭轉(zhuǎn)一部分彈性勢能儲存在軸系 3.4 風(fēng)電場的風(fēng)電場的暫暫態(tài)電壓穩(wěn)定問題分析態(tài)電壓穩(wěn)定問題分析sMsssKTKW222121旋轉(zhuǎn)的兩質(zhì)塊軸系的動能為旋轉(zhuǎn)的兩質(zhì)塊軸系的動能為22ggttHHE對故障前后的兩質(zhì)塊軸系系統(tǒng)應(yīng)用能量守恒定律：對故障前后的兩質(zhì)塊軸系系統(tǒng)應(yīng)用能量守恒定律：faultpostsfaultpresEWEW)()(b)故障時軸系松弛特性對暫態(tài)電壓穩(wěn)定影響由于由于軸系松弛引起的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速增加值為：軸系松弛引起的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速增加值為：

15、 3.4 風(fēng)電場的風(fēng)電場的暫暫態(tài)電壓穩(wěn)定問題分析態(tài)電壓穩(wěn)定問題分析22221gggggsMHHKTsgMgKHT221在電網(wǎng)發(fā)生故障時，軸系松弛過程會導(dǎo)致發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速在電網(wǎng)發(fā)生故障時，軸系松弛過程會導(dǎo)致發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速升高更多；并且當(dāng)發(fā)電機(jī)的慣量較小且軸系的剛度系升高更多；并且當(dāng)發(fā)電機(jī)的慣量較小且軸系的剛度系數(shù)數(shù) 較小時，由于軸系松弛引起的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速的增較小時，由于軸系松弛引起的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速的增加值會更大。加值會更大。sK變速風(fēng)電機(jī)組暫態(tài)電壓穩(wěn)定分析變速風(fēng)電機(jī)組暫態(tài)電壓穩(wěn)定分析基于雙饋感應(yīng)電機(jī)的變速風(fēng)電機(jī)組由于能夠基于雙饋感應(yīng)電機(jī)的變速風(fēng)電機(jī)組由于能夠通過變頻器控制通過變頻器控制系統(tǒng)將發(fā)電機(jī)有功、無功功

16、率實現(xiàn)解耦控制，改善風(fēng)電場功系統(tǒng)將發(fā)電機(jī)有功、無功功率實現(xiàn)解耦控制，改善風(fēng)電場功率因數(shù)及電壓穩(wěn)定性，因此其率因數(shù)及電壓穩(wěn)定性，因此其靜態(tài)及暫態(tài)電壓穩(wěn)定性要遠(yuǎn)遠(yuǎn)靜態(tài)及暫態(tài)電壓穩(wěn)定性要遠(yuǎn)遠(yuǎn)好于基于普通異步發(fā)電機(jī)的恒速風(fēng)電機(jī)組好于基于普通異步發(fā)電機(jī)的恒速風(fēng)電機(jī)組，基于雙饋變速風(fēng)，基于雙饋變速風(fēng)電機(jī)組的風(fēng)電場其電機(jī)組的風(fēng)電場其靜態(tài)及暫態(tài)電網(wǎng)穩(wěn)定性靜態(tài)及暫態(tài)電網(wǎng)穩(wěn)定性的好壞完全取決于的好壞完全取決于其其控制系統(tǒng)的靜態(tài)控制策略及其暫態(tài)控制能力控制系統(tǒng)的靜態(tài)控制策略及其暫態(tài)控制能力。 3.4 風(fēng)電場的風(fēng)電場的暫暫態(tài)電壓穩(wěn)定問題分析態(tài)電壓穩(wěn)定問題分析變速風(fēng)電機(jī)組暫態(tài)電壓穩(wěn)定分析變速風(fēng)電機(jī)組暫態(tài)電壓穩(wěn)定分析正常

17、控制策略下雙饋風(fēng)電機(jī)組控制系統(tǒng)在電網(wǎng)側(cè)發(fā)生大擾動正?？刂撇呗韵码p饋風(fēng)電機(jī)組控制系統(tǒng)在電網(wǎng)側(cè)發(fā)生大擾動故障如三相短路時，故障如三相短路時，無法提供動態(tài)電壓支持無法提供動態(tài)電壓支持，另外由于故障，另外由于故障線路切除導(dǎo)致電網(wǎng)結(jié)構(gòu)更弱，機(jī)端電壓降低。風(fēng)電機(jī)組有功線路切除導(dǎo)致電網(wǎng)結(jié)構(gòu)更弱，機(jī)端電壓降低。風(fēng)電機(jī)組有功功率無法完全送出功率無法完全送出，機(jī)械轉(zhuǎn)矩大于電磁轉(zhuǎn)矩引起風(fēng)電機(jī)組，機(jī)械轉(zhuǎn)矩大于電磁轉(zhuǎn)矩引起風(fēng)電機(jī)組超超速速，會導(dǎo)致整個風(fēng)電場內(nèi)所有風(fēng)電機(jī)組超速保護(hù)動作將風(fēng)電，會導(dǎo)致整個風(fēng)電場內(nèi)所有風(fēng)電機(jī)組超速保護(hù)動作將風(fēng)電機(jī)組切除，影響到了風(fēng)電場的運行及電網(wǎng)的安全，因此，有機(jī)組切除，影響到了風(fēng)電場的運行及

18、電網(wǎng)的安全，因此，有必要研究改善基于雙饋感應(yīng)發(fā)電機(jī)并網(wǎng)風(fēng)電場暫態(tài)電壓穩(wěn)定必要研究改善基于雙饋感應(yīng)發(fā)電機(jī)并網(wǎng)風(fēng)電場暫態(tài)電壓穩(wěn)定性的措施。性的措施。 3.4 風(fēng)電場的風(fēng)電場的暫暫態(tài)電壓穩(wěn)定問題分析態(tài)電壓穩(wěn)定問題分析變速風(fēng)電機(jī)組暫態(tài)電壓穩(wěn)定分析變速風(fēng)電機(jī)組暫態(tài)電壓穩(wěn)定分析a)轉(zhuǎn)子側(cè)變頻器暫態(tài)電壓控制模型轉(zhuǎn)子側(cè)變頻器暫態(tài)電壓控制模型圖圖5 5 轉(zhuǎn)子側(cè)變頻器暫態(tài)電壓控制器轉(zhuǎn)子側(cè)變頻器暫態(tài)電壓控制器根據(jù)給定的電壓參考值根據(jù)給定的電壓參考值 與故障過程中實際測得的電壓值與故障過程中實際測得的電壓值比較，其誤差信號經(jīng)過比較，其誤差信號經(jīng)過PI控制器，確定轉(zhuǎn)子側(cè)變頻器需要控制器，確定轉(zhuǎn)子側(cè)變頻器需要發(fā)出的發(fā)出的

19、無功參考值無功參考值 ，再通過內(nèi)環(huán)的電流控制來調(diào)整風(fēng)電，再通過內(nèi)環(huán)的電流控制來調(diào)整風(fēng)電機(jī)組實際發(fā)出無功功率以幫助雙饋感應(yīng)電機(jī)在故障后重建機(jī)組實際發(fā)出無功功率以幫助雙饋感應(yīng)電機(jī)在故障后重建機(jī)端電壓至給定的參考值。機(jī)端電壓至給定的參考值。 3.4 風(fēng)電場的風(fēng)電場的暫暫態(tài)電壓穩(wěn)定問題分析態(tài)電壓穩(wěn)定問題分析measgridUrefrotorqi,mqrotorP,refgridUmeasgridQrefgridQmeasrotorqi,)11 (uusTK)11 (QQsTK)11 (qqsTK變速風(fēng)電機(jī)組暫態(tài)電壓穩(wěn)定分析變速風(fēng)電機(jī)組暫態(tài)電壓穩(wěn)定分析b)變頻器保護(hù)系統(tǒng)變頻器保護(hù)系統(tǒng)在電網(wǎng)發(fā)生暫態(tài)擾動時

20、，變流器中的電力電子器件可能會在電網(wǎng)發(fā)生暫態(tài)擾動時，變流器中的電力電子器件可能會被燒壞被燒壞，而對于風(fēng)電機(jī)組在，而對于風(fēng)電機(jī)組在具備低電壓穿越的條件具備低電壓穿越的條件下，不下，不允許將風(fēng)電機(jī)組從電網(wǎng)中切除，因此，允許將風(fēng)電機(jī)組從電網(wǎng)中切除，因此，變速風(fēng)電機(jī)組的變變速風(fēng)電機(jī)組的變頻器必須頻器必須配置保護(hù)系統(tǒng)配置保護(hù)系統(tǒng)。在電網(wǎng)發(fā)生故障時，能夠保護(hù)變在電網(wǎng)發(fā)生故障時，能夠保護(hù)變頻器不被電流損壞，雙饋風(fēng)電機(jī)組在轉(zhuǎn)子側(cè)都裝有轉(zhuǎn)子短頻器不被電流損壞，雙饋風(fēng)電機(jī)組在轉(zhuǎn)子側(cè)都裝有轉(zhuǎn)子短路器。路器。 3.4 風(fēng)電場的風(fēng)電場的暫暫態(tài)電壓穩(wěn)定問題分析態(tài)電壓穩(wěn)定問題分析b)變頻器保護(hù)系統(tǒng)變頻器保護(hù)系統(tǒng)保護(hù)原理：保

21、護(hù)原理：轉(zhuǎn)子每一相都串連一個轉(zhuǎn)子每一相都串連一個可關(guān)斷晶閘管和一個電阻器可關(guān)斷晶閘管和一個電阻器，與，與轉(zhuǎn)子側(cè)變頻器并聯(lián)。電阻器轉(zhuǎn)子側(cè)變頻器并聯(lián)。電阻器阻抗值阻抗值的選擇的選擇不能太大不能太大，以防止轉(zhuǎn)子側(cè)變頻，以防止轉(zhuǎn)子側(cè)變頻器器過電壓過電壓，阻值阻值也也不可以過小不可以過小，不然難以達(dá)到，不然難以達(dá)到限制電流限制電流的目的，具體數(shù)的目的，具體數(shù)值要根據(jù)具體情況而定。外部系統(tǒng)故障清除后，轉(zhuǎn)子短路器晶閘管關(guān)斷，值要根據(jù)具體情況而定。外部系統(tǒng)故障清除后，轉(zhuǎn)子短路器晶閘管關(guān)斷，轉(zhuǎn)子側(cè)變頻器解除閉鎖，可繼續(xù)對雙饋電機(jī)進(jìn)行控制。轉(zhuǎn)子側(cè)變頻器解除閉鎖，可繼續(xù)對雙饋電機(jī)進(jìn)行控制。當(dāng)轉(zhuǎn)子電流當(dāng)轉(zhuǎn)子電流超出超出其額定電流其額定電流2倍倍時，轉(zhuǎn)子短路器保護(hù)動作投入，投入時間固定為時，轉(zhuǎn)子短路器保護(hù)動作投入，投入時間固定為60ms，即短接轉(zhuǎn)子回路的時間為即短接轉(zhuǎn)子回路的時間為60ms以躲過暫態(tài)擾動導(dǎo)致的暫態(tài)過流時間。以躲過暫態(tài)擾動導(dǎo)致的暫態(tài)過流時間。 3.4 風(fēng)電場的風(fēng)電場的暫暫態(tài)電壓穩(wěn)定問題分析態(tài)電壓穩(wěn)定問題分析雙饋機(jī)轉(zhuǎn)子短路器(Crow-bar)轉(zhuǎn)子側(cè)變頻器圖圖6 轉(zhuǎn)子側(cè)變頻器暫態(tài)電壓控制器轉(zhuǎn)子側(cè)變頻器暫態(tài)電壓控制器c)變速風(fēng)電機(jī)組槳距角控制模型變速風(fēng)電機(jī)組槳距角控制模型槳距角控制能夠在槳距角控制能夠在很短的時間很短的時間內(nèi)實