本文關(guān)鍵詞：基于能量成型控制的雙饋風電系統(tǒng)低電壓穿越技術(shù)研究

  更多相關(guān)文章： 雙饋風力發(fā)電機 能量成型控制 低電壓穿越 2L干擾抑制 Stateflow切換控制

【摘要】：雙饋風力發(fā)電系統(tǒng)對電網(wǎng)故障十分敏感,當電網(wǎng)電壓跌落時,如果采用切機保護,不但會導致風能不能被充分利用,也會嚴重影響電網(wǎng)的安全運行。新電網(wǎng)標準要求,在電網(wǎng)電壓跌落期間,風電機組依然能夠保持并網(wǎng)運行,即雙饋風電機組要擁有低電壓穿越的能力。因此如何提高雙饋風電系統(tǒng)的低電壓穿越能力成為一項富有挑戰(zhàn)的任務(wù),對風電產(chǎn)業(yè)大規(guī)模可靠發(fā)展也有重要意義。本文在采用能量成型控制策略的基礎(chǔ)上,研究了如何提高雙饋風電系統(tǒng)的低電壓穿越能力。本文首先闡述了國內(nèi)外風力發(fā)電技術(shù)、能量成型控制以及雙饋風電系統(tǒng)低電壓穿越技術(shù)的研究現(xiàn)狀。分析了能量成型控制應用在雙饋風電系統(tǒng)的優(yōu)勢,并指出目前對雙饋風電系統(tǒng)能量成型控制的研究只局限于電網(wǎng)電壓穩(wěn)態(tài)情況,需要進一步研究電網(wǎng)電壓故障時低電壓穿越技術(shù)。隨后對比分析了雙饋風電系統(tǒng)低電壓穿越技術(shù)采用硬穿越和軟穿越兩類方法的適用情況和各自優(yōu)缺點。其次,應用端口哈密頓理論和2L干擾抑制設(shè)計了雙饋風電系統(tǒng)的低電壓穿越控制策略。通過把電網(wǎng)電壓跌落看作是輸入端口變量上疊加的一個有界外部干擾,然后通過增加額外的控制用來抑制干擾對系統(tǒng)的影響。在新的控制策略下,帶有擾動的系統(tǒng)滿足?-耗散不等式。仿真結(jié)果表明該控制策略在電網(wǎng)電壓輕度跌落時有助于系統(tǒng)的穩(wěn)定。然后,研究了電網(wǎng)電壓出現(xiàn)嚴重跌落時雙饋感應電機轉(zhuǎn)子側(cè)接撬棒電路的保護方案。分析了雙饋感應發(fā)電機轉(zhuǎn)子電路被撬棒電路短接之后轉(zhuǎn)子電流的暫態(tài)特性,得出了轉(zhuǎn)子暫態(tài)電流表達式,用來指導撬棒阻值的選取,以及仿真對比分析不同撬棒切除時刻對雙饋風電系統(tǒng)的影響。撬棒電路切入的同時,直流母線電容和網(wǎng)側(cè)變換器可看作為靜止同步補償器,通過修正網(wǎng)側(cè)q軸電流參考值向電網(wǎng)提供無功。最后,分析了整個低電壓穿越過程不同控制策略切換的邏輯規(guī)則并根據(jù)電網(wǎng)電壓跌落的幅值進一步優(yōu)化了Crowbar的切除時刻。根據(jù)切換條件建立了雙饋風電系統(tǒng)的切換控制Stateflow模型,實現(xiàn)了雙饋風電系統(tǒng)不同運行工況的自主切換,并仿真驗證了模型的正確性。
【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TM614

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