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风能是一种清洁可再生能源,在全球关注的环境保护的背景下,世界各发达国家都着重开发利用无污染或少污染的可再生能源和新能源,这样既可以保护环境又可以节约能源。风力发电技术包括大型风力发电机组并网技术已基本成熟,因此风电场的装机容量也在逐渐增加。也正是因为风电机组容量的增加,风电场的稳定运行对电力系统的影响也在渐渐增大。当电网发生故障时,也就要求风机能够继续并网运行,因此研究双馈风力发电机的低电压穿越能力具有重要意义。 本文对双馈风力发电机的结构进行了研究,并对其原理进行了介绍,分析了双馈风力发电机在三相静止ABC坐标系下的数学模型和在两相旋转dq坐标系下的数学模型,为研究双馈风机低电压穿越技术提供了理论指导。在双馈风力发电机数学模型的基础上,详细分析了故障期间双馈风机的暂态过程,对故障期间双馈风力发电机转子电流升高和直流母线过电压的机理进行了研究,并进行了仿真验证。 以天津沙井子风电场为例,采用Matlab/Simulink对主动式撬棒Crowbar保护做了详细的仿真验证与分析,并研究了Crowbar阻值对低电压穿越能力的影响。仿真结果验证了撬棒保护电路能够实现风机的低电压穿越,Crowbar阻值对低电压穿越能力的影响较大,如果选取较大的Crowbar阻值,将会减弱对直流侧母线电压的抑制效果;如果选取较小的Crowbar阻值,将会减弱控制转子过电流的效果。