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《抑制风机超速脱网的永磁风电场经柔直系统并网的受端交流故障穿越控制策略》是一篇关于风电并网技术的研究论文,旨在解决永磁直驱风力发电机组在交流系统发生故障时可能引发的超速脱网问题。随着可再生能源的快速发展,风电作为重要的清洁能源之一,在电网中的占比不断上升。然而,由于风电场与电网之间的动态交互特性,特别是在交流系统发生短路故障时,风电场可能会因电压骤降而产生较大的电流冲击,导致风机超速运行,进而触发保护机制,造成风机脱网,影响电网稳定。
该论文提出了一种针对永磁风电场通过柔性直流(柔直)系统并网的受端交流故障穿越控制策略。柔直系统具有快速响应、灵活调节和低损耗等优点,能够有效改善风电并网系统的稳定性。在交流系统发生故障时,传统的控制方法可能无法及时调整风电场的输出功率,从而导致风机超速运行,甚至引发脱网现象。为此,本文设计了一种新的控制策略,以提高风电场在故障情况下的穿越能力。
论文首先分析了永磁直驱风力发电机在交流系统故障时的工作特性,包括转子速度的变化、电磁转矩的波动以及变流器的响应行为。通过建立详细的数学模型,研究了在不同故障条件下,风机的动态响应过程,并识别出可能导致超速脱网的关键因素。随后,论文提出了基于柔直系统的受端控制策略,该策略能够在故障发生时迅速调整柔直系统的功率传输,从而降低风电场的输出功率,避免风机因过载而脱网。
该控制策略的核心思想是利用柔直系统的快速调节能力,在交流系统发生故障时,通过改变柔直系统的有功功率参考值,实现对风电场输出功率的主动控制。同时,结合风机的转子速度变化,采用自适应控制算法,确保在故障期间风机始终处于安全运行范围内。此外,论文还考虑了不同故障类型和严重程度的影响,验证了所提控制策略的适用性和有效性。
为了验证所提控制策略的有效性,论文进行了大量的仿真分析,包括在不同工况下的故障穿越测试。仿真结果表明,该控制策略能够显著降低风机在交流故障期间的超速风险,提高风电场的故障穿越能力,从而增强整个电力系统的稳定性和可靠性。同时,该策略还能减少风机脱网的概率,提高风电场的运行效率。
综上所述,《抑制风机超速脱网的永磁风电场经柔直系统并网的受端交流故障穿越控制策略》为解决风电并网过程中存在的超速脱网问题提供了有效的技术方案。通过结合柔直系统的快速响应能力和合理的控制策略,该论文为提升风电场在复杂电网环境下的运行稳定性提供了理论支持和技术指导,对于推动风电大规模并网和构建新型电力系统具有重要意义。
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