不同类型风力发电机在电压骤降工况下的动态响应比较

• 作者: L ROUCO 程志远（译） 关玉薇（校）
• 来源期刊: 国外大电机
• 学科: 工学
• 关键词: 风力发电机 动态响应 电压骤降 笼型感应发电机 双馈感应发电机 同步发电机
• 年，卷（期）: 2007,（4）
• 页码范围: 50-54
• 页数: 5页
• 分类号: TM315

摘要

本文分析了风力发电机在电压骤降情况下的动态响应。当电网发生故障时，风力发电机的公共耦合部分就会出现电压骤降。风力发电机配有欠压保护装置，如果长时间在低电压下运行，保护装置就会触发，从而起到保护电机与电力设备的作用。如果较多的风力发电机连接到传输电网上，一旦电网发生故障，就可能引起电压骤降，这一过程如果持续的时间足够长，就会引起大部分的风力发电设备跳闸，从而导致系统解列。在风力发电占比例比较大的电力系统中，风力发电机能够承受电压骤降的能力是目前决定最大有效风力发电量的重要指标。 风力发电机对电压骤降的响应取决于机电能量转换装置所采用的技术。本文主要分析和比较了三种技术：笼型感应发电机，双馈感应发电机，多极同步发电机。发电机的基本响应是保护装置的设计基础。 笼型感应风力发电机尽管受到各种因素制约，但仍应用广泛。电压骤降会导致电磁转矩下降，随后引起转子加速。设备是回到初始运行点还是失去稳定性，取决于电机在电压骤降工况下的持续时间。在故障和减速过程中，电机消耗的是由瞬变电抗和等效外部阻抗决定的无功电流。 在风力发电中，双馈感应发电机是应用最为广泛的机电能量转换装置，这主要是由于它可以通过速度的调节使风轮机工作在最佳运行点上。除此之外，电网侧的功率电子变换器可以为双馈感应发电机持续提供无功功率补偿。双馈感应发电机对电压骤降的响应受到直流环节过电压和转子变频器的限制。另外，双馈感应电机在电压骤降期间仅消耗无功功率。连接到电机转子的过压保护装置（Crowbar）可以减少直流环节的过电压和转子变频器的电流。 基于多极同步发电机的风力发电机的优点是不需要齿轮箱。多极同步发�