现如今,我国风力发电系统的不断完善和风力发电装机容量的不断扩大,风力能源需求也同样增加,所以关于风力发电的低电压的穿越技术的研究需要进一步探讨,来丰富风力发电技术的规模。
1、改变矢量控制的策略
第一,需要依托可靠的控制技术,在使用一些控制技术时也需要考虑实际的因素,例如,在发电的电网无法提供供电和热量吸收的情况下,发电机的功率的设定需要调整;还有发电机出现故障,中转子侧的控制系统却依然运行;控制器在发电机组中检测直流电压时出现故障,电流信号的指示给出无用的异常信号,需要电流信号给予补偿。这些故障,是双馈感应发电中低电压穿越技术中很难应对的情况,需要让转子产生反电的动势,并且这种反电动势需要直流和转子决定,利用这个方法来限制短路过程中的电流经过的含量。并且采用转子电压来控制电子直流和负序分量的作用,也可以让转子电流抵消转子磁链中一些直流电量。而且确保转子电流和直流的状态稳定,需要相应的部分分量来互相对应。让双馈感应发电机在转子电流中增强抵消能力,提高低电压穿越技术的穿越能力。
第二,通过改进控制策略,在网侧的换流器模式里,系统发生电压掉落情况下,为系统提供动态控制策略,系统支撑的换流器以恒定功率方式来工作,并且结合定子侧的电网无功功率,让直流母线电容量稳定后,工作状态恢复放电模式,进而为换流器供电。也可以通过不增加硬件电路来控制策略,电网在低压状态下,发电机的极端电压会呈现得更低,系统无法向电网输送电量,需要风力发电的惯性,来在很短时间里调节,但调节范围有限,风能也会浪费,只能控制调节能量,让风能有效地利用。并且改进控制策略可以在电压和电流里有一个平衡的点,保障电压和电流都不会太高,稳定电压的数值,而且能量的吸收可以让电压不至于过分跌落,靠控制策略改进不能完全解决低电压穿越的困境,还需要其他辅助策略。在改进矢量控制中需要一定的控制技术,推力矢量喷管技术的应用不仅涉及飞行器俯仰、偏航等机动问题,还要提供三轴稳定性控制力矩,以解决飞行器安定性问题[1]。根据这类技术来控制发电机的电流输送。
2、网侧换流量的控制方法
第一,一些设定电网的网侧的换流器装置之间属于无功的功率,也是一定的控制策略,需要在控制策略中完成无功的补偿,电网需要网侧的换流器,只能依靠人工来设定补偿的量,进而满足故障情况下一些变故,在一些复杂情况下,需要响应的速度受到巨大的影响,可以过于缓慢,也可能过于超前。所以一般的控制系统改进很有必要,需要一定的系统电压的跌落时的网侧的换流器工作,让电网电压可以自由调节,将网侧换流器的电路推出静止的电压方式。
第二,在一些同样的风电场的低电压穿越技术中,网侧换流器的电压可以变换为需要的数值,而且保持低电压的穿透能力。并且风电场的电压并网点的电压在跌落时会重新回到电压的标准数值,让风电保持并网运行。对于网侧换流器的传统运行,电压跌落时需要根据电网电压来调节无功发功的数量。让电流内部的比例得到平衡,并且电流内环的增益效果得到变化,而且电压外环的调节需要控制,在无功电流调节中进行一定的增益变化。继而了解网侧换流器和矢量控制是连接的,属于在低电压穿越技术中的控制电压电流的方式,让穿越技术更加熟练和稳定的方式。
3、转子短路保护的技术
第一,保护转子短路需要发电机侧边装上电路,然后检测电网的电压的跌落情况,然后根据双馈感应的发电机交流机制的闭环,同时引入转子回路的保护机制,利用限制磁的交流器的电流大小和转子绕组的电压的作用,达到维持发电机不断电网的运作,而且双馈感应的发电机还有感应发电机方式,是风力发电常用的方法。根据一些混合电路来改善。电网中电压下落,导致转子的电流增大,而且增大已经超过设定转子电流的限定值,并且电阻的等效的接入的双馈电机的转子回路需要故障时电流通过电路,避免电流接通变流器,导致闭锁了变换器,并且接受变换器的保护。双馈发电机的运行需要电网获得无功功率,一旦转子正常电流运作,需要双馈发电机恢复正常。
第二,有旁阻的电路出现电压下落问题时,需要提供电路疏通,解决电流增大的问题,并且电路的电压跌落和恢复,需要保持转子和转子侧变的变流器的正常的连接,在故障消除后切除旁路电阻来恢复系统运行,旁路电阻可以限制转子的电流,还有过高的电压。但是转子电路存在成本过高,还有电路存在故障的问题,需要保护转子电路,还有感应电机方式的运行,让电网的电压不稳定得到保障。
第三,增加硬件电路来实现转子短路保护,需要在转子侧电路安装旁路,进而检测电网系统故障时出现电压跌落时,可以关闭双馈感应发电机,让发电机的变流器,可以投入转子回路的旁路,并且提供保护装置,让变流器的电流和转子过电压的作用发挥出来,而且维持发电机运行,需要双馈感应发电机运行,一些混合的电路,还有一些直流侧的吸收电阻。需要变流器转子侧和变流器的电网故障期间,可以保持一致连接,而且双馈感应发电机与电网同步运行时,故障消除,功率的开关自然关闭,也可以让双馈感应发电机进去正常运行,让双馈风电实现低电压穿越控制方式,在发电机组中并网运行,需要低电压检测系统根据电网具体要求来设定合适的电压限值,还有低压持续的时间。电网低于设定的电压限值,就是低压的情况,需要立即开始将低压影响的情况的等级进行部分零件的供应电商为备用的电商,保障安全。而且也可以将风电机组的运行设定为不脱离电网,保障主要控制的机器和变流器系统可以让机组在安全情况下运行,切断关键的环节来供电,保障一定的高压带来安全隐患不会发生。而且控制系统需要发电机转子侧的电流检测,电网低电压持续太久,就会让控制器运行启动受到损坏,让低压事件结束才能恢复发电机的输出功率,主控制器也才会恢复正常。一些传统的过压保护不能适应现在电压的变化。不同于传统过压保护功能仅测量调压点电压进行保护,快速过压保护功能还直接对发电系统内部状态(包括外部线路)进行监控[2],现在的快压保护功能可以在发电内部状态中进行运行,保障整体发电机内部系统的运行。
结论:总的来说,对于双馈风力发电机组和它的低电压穿越技术的研究需要了解矢量改进控制的策略,进而知道电网换流器控制的方法,并清楚发电机保护转子路的技术的应用,为整体发电系统的发展和丰富做出贡献。
参考文献:
[1] 崔祚,汪阳生.飞行器推力矢量喷管研究综述[J].飞航导弹,2021(12):158-167.
[2] 胡佳林,李凯.某型民用飞机变频交流发电系统保护功能设计[J].中国科技信息,2021(11):33-35.