本文關(guān)鍵詞：雙饋風(fēng)電并網(wǎng)諧波抑制的控制策略研究

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【摘要】：雙饋風(fēng)力發(fā)電機定子直接與電網(wǎng)相連,其并網(wǎng)特點使輸出電流在電網(wǎng)電壓包含諧波畸變時可能存在較大的諧波。為解決以上問題,本文在雙饋風(fēng)電變流器的控制中加入諧波抑制模塊,以達到抑制諧波的目的。首先,分析了雙饋電機及變流器的數(shù)學(xué)模型以及正常電網(wǎng)電壓下基于定子電壓定向和電網(wǎng)電壓定向的矢量控制。對雙饋電機和網(wǎng)側(cè)變流器在非理想電網(wǎng)條件下的分析表明,電網(wǎng)中的諧波電壓會對雙饋電機定子電流和網(wǎng)側(cè)變流器的輸出電流產(chǎn)生較大影響,導(dǎo)致對應(yīng)次諧波的產(chǎn)生。其次,為了獲得電網(wǎng)相位信息,采用反Park變換的鎖相環(huán),仿真表明,反Park變換的電網(wǎng)鎖相環(huán)優(yōu)于傳統(tǒng)PI鎖相方法。然后研究了變流器的諧波抑制:(1)采用轉(zhuǎn)子側(cè)變流器對定子諧波電流的抑制算法,檢測定子電流并進行旋轉(zhuǎn)變換,由低通濾波器提取出定子低次諧波電流分量,再利用PI控制器控制對應(yīng)電流分量;(2)基于諧振控制器的定子電流諧波抑制算法,檢測定子電流,并通過同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下諧振頻率為300Hz的諧振控制器實現(xiàn)對特定次諧波電流的抑制;(3)對網(wǎng)側(cè)變流器采用基于LCL濾波器和嵌套坐標(biāo)系的諧波補償?shù)碾娏鳝h(huán)控制。最后,在MATLAB/Simulink下對整個系統(tǒng)進行仿真驗證,對轉(zhuǎn)子側(cè)和網(wǎng)側(cè)變流器的控制算法以及協(xié)調(diào)控制的運行特性分別進行了諧波抑制前后的對比仿真分析。在小功率等級5kW樣機系統(tǒng)上進行實驗驗證,表明在電網(wǎng)電壓存在較大諧波畸變的情況下,本文的控制策略可以有效抑制網(wǎng)側(cè)和定子側(cè)電流中的諧波成分,提高雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的輸出電能質(zhì)量。
【關(guān)鍵詞】：雙饋風(fēng)力發(fā)電機 諧波抑制 鎖相環(huán) 諧振控制 諧波補償
【學(xué)位授予單位】：上海電機學(xué)院
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TM614;TM46
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-17
• 1.1 課題背景及研究的意義10-12
• 1.2 課題研究的現(xiàn)狀12-15
• 1.2.1 諧波的抑制方法13-14
• 1.2.2 雙饋風(fēng)力發(fā)電機的控制方法14-15
• 1.3 本文研究的內(nèi)容及主要工作15-17
• 第二章 雙饋風(fēng)電系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型與并網(wǎng)諧波分析17-34
• 2.1 前言17
• 2.2 雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和原理17-19
• 2.2.1 風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)17-18
• 2.2.2 雙饋風(fēng)力發(fā)電機及其控制原理18-19
• 2.3 雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型19-25
• 2.3.1 雙饋風(fēng)力發(fā)電機在三相靜止坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型19-21
• 2.3.2 雙饋風(fēng)力發(fā)電機在兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型21-23
• 2.3.3 雙饋風(fēng)力發(fā)電機網(wǎng)側(cè)變流器的數(shù)學(xué)模型23-25
• 2.4 正常工況下風(fēng)電變流器的運行狀態(tài)和控制方法25-28
• 2.4.1 雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)定子電壓定向矢量控制策略25-27
• 2.4.2 網(wǎng)側(cè)變流器電網(wǎng)電壓定向矢量控制策略27-28
• 2.5 雙饋風(fēng)電并網(wǎng)諧波分析28-33
• 2.5.1 雙饋風(fēng)電諧波的產(chǎn)生28-29
• 2.5.2 網(wǎng)側(cè)變流器諧波分析29-30
• 2.5.3 雙饋電機和轉(zhuǎn)子側(cè)變流器諧波電流分析30-33
• 2.6 本章小結(jié)33-34
• 第三章 雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)抑制并網(wǎng)電流諧波的控制策略34-54
• 3.1 前言34
• 3.2 雙饋風(fēng)電鎖相環(huán)34-38
• 3.2.1 基于PI的雙饋風(fēng)電鎖相環(huán)34-35
• 3.2.2 反Park變換的雙饋風(fēng)電鎖相環(huán)35-38
• 3.3 雙饋電機定子電流諧波的抑制算法38-44
• 3.3.1 基于多旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的比例-積分控制算法38-42
• 3.3.2 基于諧振控制器的風(fēng)電變流器諧波抑制控制42-44
• 3.4 對網(wǎng)側(cè)諧波電流的抑制算法44-53
• 3.4.1 基于LCL濾波器的網(wǎng)側(cè)變流器數(shù)學(xué)模型45-47
• 3.4.2 LCL濾波器參數(shù)設(shè)計47-50
• 3.4.3 基于諧波補償?shù)木W(wǎng)側(cè)變流器電流環(huán)控制50-53
• 3.5 本章小結(jié)53-54
• 第四章 雙饋風(fēng)電并網(wǎng)諧波抑制的控制策略仿真分析54-63
• 4.1 前言54
• 4.2 雙饋風(fēng)電并網(wǎng)轉(zhuǎn)子側(cè)變流器控制策略仿真分析54-58
• 4.3 雙饋風(fēng)電并網(wǎng)的網(wǎng)側(cè)變流器控制策略仿真分析58-59
• 4.4 雙饋風(fēng)力發(fā)電機的背靠背變流器聯(lián)合控制仿真59-61
• 4.5 本章小結(jié)61-63
• 第五章 雙饋風(fēng)電并網(wǎng)諧波抑制的變流器控制實驗63-73
• 5.1 前言63
• 5.2 雙饋風(fēng)電并網(wǎng)實驗平臺63-68
• 5.2.1 實驗平臺結(jié)構(gòu)63-64
• 5.2.2 實驗平臺實物64-65
• 5.2.3 變流器控制系統(tǒng)硬件設(shè)計65-67
• 5.2.4 變流器控制系統(tǒng)軟件設(shè)計67-68
• 5.3 基于多旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下轉(zhuǎn)子側(cè)變流器諧波抑制算法的實驗68-70
• 5.4 基于諧波補償?shù)木W(wǎng)側(cè)變流器諧波抑制的實驗70-71
• 5.5 本章小結(jié)71-73
• 第六章 總結(jié)與展望73-75
• 6.1 總結(jié)73-74
• 6.2 展望74-75
• 參考文獻75-79
• 致謝79-80
• 攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果80

【參考文獻】

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本文編號：1096337