风力发电用电压跌落模拟装置的研制

在风电机组并网时，并网导则对其低电压穿越能力做出了要求。因此需要电压跌落模拟装置（VSG）来模拟各类型的电压跌落故障。基于三相多抽头自耦变压器和由 IGBT 构成的双向开关实现的三相电网电压跌落模拟装置，可以实现对任意故障类型、故障持续时间和故障深度的模拟。文章对其进行了实验研究。      随着风力发电装机容量的不断增大，很多国家的电力系统运行导则对风电机组的低电压穿越(LVRT)能力做出了新的规定^[1，2]，这就需要在研究低电压穿越过程中可以模拟电网电压不同类型和不同深度的电网故障。文献[3]提出了基于阻抗形式的 GVS，虽然结构简单，实现方便，但是能量损耗大，故障发生时，负载侧无法向电网馈送能量，不能应用于低电压穿越中无功补偿的研究。文献[4]提出了基于变压器形式的 VSG，其开关器件为接触器，功率可以做到很大，但是接触器动作无法精确控制，使用中可能会出现短暂的电压中断，并且产生较大的电压和电流尖峰。由于晶闸管属于半控型器件，只有在过零点才可以关断，因此文献[5]只能实现输出电压在过零点的跌落及恢复，无法保证在任意相位发生故障，对于两相或三相电压跌落，存在跌落时刻不同步的问题，其应用存在一定的局限性。文献[6]提出了基于三相自耦变压器和可控器件 IGBT 组成的双向开关实现三相 VSG，可以实现任意时刻的电网故障，但是由于其三相自耦变压器采用调压器，虽然实现了任意故障深度可调，但是这并不利于装置集成装柜，远程控制以及任意移动。本文采用三相多抽头自耦变压器和由可控器件 IGBT 的双向开关实现对五种研究中常用的电压跌落深度的模拟，既可以方便地得到需要的电压跌落深度，又能灵活地得到任意相及持续时间的电压跌落，获得良好的电压衔接，最后整个装置集成装柜，体积小且底部装有滚轮，便于移动，方便实用。






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