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基于PSIM的双馈风电机组变流器开路故障研究

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随着风电产业的迅速发展,风能已经成为我国能源的重要组成部分。目前,双馈式风电机组因无功和有功调节方便、变速运行等优点,被广泛应用在世界各地。但风电机组的运行环境比较恶劣,而且变流器的电子部件经常遭受高温、高压冲击,变流器成为了风电机组中故障率最高的部件。变流器典型的故障是功率管开路和短路故障。其中,功率管开路故障不仅影响电能质量,而且容易造成系统发生二次故障,甚至会引起变流器整体损坏,影响系统的使用寿命。本文以基于PSIM的双馈风电机组变流器开路故障研究为题,在查阅相关文献资料的基础上,首先,阐述了本文研究的相关概念,紧接着,介绍了双馈风机组变流器的相关概念。其次,对双馈发电系统进行建模,并对双馈分级组变流器开路故障特征进行提取,最后利用PSIM进行仿真分析。
 关键词:开路故障;双馈风电机组;变流器;PSIM仿真
机电论文
风力发电是一类十分环保和高效的发电方式,其发展随着时代的变化渐渐受到世界各国的关注和重视,世界各个国家的风电产业都在以井喷式的速度发展。多年的实践证明,风能已经逐步成为主流能源。根据国家能源局发布的《可再生能源发展“十三五”规划》,指出到2020年末,我国累计并网装机容量必须要提升至2.1亿千瓦,除此之外,海上风电并网装机容量必须提升至500万千瓦;风电年发电量应提升至4200亿千瓦时,这个数值大约为全国发电总量的6%。但是,伴随风电设备在电力系统中的扩增和单机容量的不断增加,装置的智能化水平不断提升,系统出现问题的几率逐渐增加,对电网造成的负面干扰愈加突出。另外,大规模并网风力发电机组大部分都建立在一些离城市较远的偏远地带,因此设备运行的周边环境非常差,这也一定程度上提升系统出现问题的几率,并且设备维修的难度较大,耗费的资金较多,维修往往需要花费较长的时间,这也严重影响了风电场的有效运行时间,如果机组发生脱网的情况,这必然会对电网形成巨大的影响,显著降低电网工作的可靠性。因此,增加风电机组的运行稳定性是当前十分关键的问题。

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