幾種雙饋式變速恒頻風電機組低

    為了提高風電機組的低電壓穿越能力，必須針對當前主流風電機組中的雙饋感應發(fā)電機的運行特點進行研究，研究它們在電網(wǎng)故障與故障恢復過程中的暫態(tài)行為，消除或減輕在不離網(wǎng)控制情況下可能引起的機組損害。許多文獻[4-7]報道了在電網(wǎng)電壓跌落情況下，風電機組中的雙饋感應發(fā)電機會導致轉子側過流，同時轉子側電流的迅速增加會導致轉子勵磁變流器直流側電壓升高，發(fā)電機勵磁變流器的電流以及有功和無功都會產(chǎn)生振蕩。這是因為雙饋感應發(fā)電機在電網(wǎng)電壓瞬間跌落的情況下，定子磁鏈不能跟隨定子端電壓突變，從而會產(chǎn)生直流分量，由于積分量的減小，定子磁鏈幾乎不發(fā)生變化，而轉子繼續(xù)旋轉，會產(chǎn)生較大的滑差，這樣便會引起轉子繞組的過壓、過流。如果電網(wǎng)出現(xiàn)的是不對稱故障的話，會使轉子過壓與過流的現(xiàn)象更加嚴重，因為在定子電壓中含有負序分量，而負序分量可以產(chǎn)生很高的滑差。過流會損壞轉子勵磁變流器，而過壓會使發(fā)電機的轉子繞組絕緣擊穿。為了保護發(fā)電機勵磁變流器，采用過壓、過流保護措施勢在必行。
為了保證電網(wǎng)故障時雙饋感應發(fā)電機及其勵磁變流器能安全不脫網(wǎng)運行，適應新電網(wǎng)運行規(guī)則的要求，國內外學術界和工程界對電網(wǎng)故障時雙饋感應發(fā)電機的保護原理與控制策略進行了大量研究。據(jù)文獻的報道，當前的低電壓穿越技術一般有三種方案：一種是采用了轉子短路保護技術（crowbar protection），二種是引入新型拓撲結構，三是采用合理的勵磁控制算法。下面逐一分析介紹。 
    2 轉子短路保護技術[8]
    這是目前一些風電制造商采用得較多的方法，其在發(fā)電機轉子側裝有crowbar電路，為轉子側電路提供旁路，在檢測到電網(wǎng)系統(tǒng)故障出現(xiàn)電壓跌落時，閉鎖雙饋感應發(fā)電機勵磁變流器，同時投入轉子回路的旁路（釋能電阻）保護裝置,達到限制通過勵磁變流器的電流和轉子繞組過電壓的作用，以此來維持發(fā)電機不脫網(wǎng)運行（此時雙饋感應發(fā)電機按感應電動機方式運行）。
    目前比較典型的crowbar電路有如下幾種：
    (1) 混合橋型crowbar電路[9]，如圖2所示，每個橋臂由控制器件和二極管串聯(lián)而成。

                      圖2 混合橋型crowbar

    (2) igbt型crowbar電路[9]，如圖3所示，每個橋臂由兩個二極管串聯(lián)，直流側串入一個igbt器件和一個吸收電阻。