本文關(guān)鍵詞： 雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī) 低電壓穿越 協(xié)同控制 線性自抗擾控制器　出處：《天津理工大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：隨著風(fēng)力發(fā)電在全世界的高速增長,風(fēng)電機(jī)組的裝機(jī)容量在電力系統(tǒng)中所占的比重日益劇增,而在風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)當(dāng)中,變速恒頻雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)以控制靈活、調(diào)速范圍寬以及所需勵磁變換器容量小等優(yōu)點(diǎn),目前已成為在風(fēng)電場中的主流風(fēng)電機(jī)型。雙饋風(fēng)機(jī)由于本身結(jié)構(gòu)的限制,其控制能力很容易受到電網(wǎng)故障的影響,因此如何提高雙饋風(fēng)機(jī)的低電壓穿越能力已成為風(fēng)電行業(yè)的研究熱點(diǎn)。本文以雙饋風(fēng)機(jī)在電網(wǎng)不對稱故障下的數(shù)學(xué)模型為基礎(chǔ),對提高雙饋風(fēng)機(jī)的低電壓穿越技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)探討,主要內(nèi)容如下:1、建立雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)在三相靜止坐標(biāo)系和兩相同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型,同時對網(wǎng)側(cè)變換器進(jìn)行建模分析,構(gòu)建雙饋風(fēng)機(jī)在電網(wǎng)不對稱故障下的傳統(tǒng)控制方法,并通過仿真對傳統(tǒng)控制方法的各個電氣量進(jìn)行詳細(xì)分析。2、為充分利用雙饋風(fēng)電系統(tǒng)中轉(zhuǎn)子側(cè)變換器和網(wǎng)側(cè)變換器的快速無功調(diào)節(jié)能力,以使得在故障期間對端電壓進(jìn)行有效快速支撐,則通過詳細(xì)探討不對稱矢量的正負(fù)序分量的常規(guī)分離方法,提出了一種改進(jìn)的正負(fù)序分離方法,并應(yīng)用到轉(zhuǎn)子側(cè)變換器和網(wǎng)側(cè)變換器的協(xié)同控制之中,在一定程度上提高了雙饋風(fēng)機(jī)的低電壓穿越能力。3、對網(wǎng)側(cè)變換器的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行詳細(xì)分析,在此基礎(chǔ)上設(shè)計一階線性自抗擾控制器(Linear Active Disturbance Rejection Controller,LADRC)作為電壓外環(huán)控制器,以使得系統(tǒng)的高功率因數(shù)運(yùn)行。利用LADRC完全獨(dú)立于被控對象的具體數(shù)學(xué)模型和抗干擾能力強(qiáng)的特點(diǎn),使系統(tǒng)整體具有較好的補(bǔ)償精度和抗干擾特性。由于一階LADRC是一個反饋系統(tǒng),其本質(zhì)問題是系統(tǒng)的穩(wěn)定性,利用經(jīng)典控制理論對二階線性擴(kuò)張狀態(tài)觀測器(Linear Extended State Observer,LESO)進(jìn)行了詳細(xì)的穩(wěn)定性證明,并通過仿真驗(yàn)證了LADRC的加入,極大提高了雙饋風(fēng)機(jī)的低電壓穿越能力。
[Abstract]:With the rapid growth of wind power generation in the world, the installed capacity of wind turbines in the power system is increasing rapidly. In wind power systems, variable speed constant frequency doubly-fed wind generators are used to control flexibility. With the advantages of wide speed range and small capacity of excitation converter, it has become the mainstream wind power model in wind farm at present. The control ability of doubly-fed fan is easily affected by power network fault due to its own structure limitation. Therefore, how to improve the low voltage traversing ability of doubly-fed fan has become a research hotspot in wind power industry. This paper is based on the mathematical model of doubly-fed fan under the asymmetric fault of power network. The low-voltage traversing technology of doubly-fed fan is discussed in detail. The main contents are as follows: 1. The mathematical model of doubly-fed wind turbine in three-phase stationary coordinate system and two-phase synchronous rotating coordinate system is established. At the same time, the modeling and analysis of grid-side converter is carried out, and the traditional control method of doubly-fed fan under the asymmetric fault of power network is constructed. In order to make full use of the fast reactive power regulation ability of the rotor side converter and the grid side converter in the doubly-fed wind power system, the electrical parameters of the traditional control method are analyzed in detail by simulation. In order to support the terminal voltage effectively and quickly during the fault period, an improved method of separating the positive and negative sequence components of the asymmetric vector is proposed by discussing the conventional separation method of the positive and negative sequence components of the asymmetric vector in detail. It is applied to the cooperative control of rotor side converter and grid-side converter. To a certain extent, the low voltage traversing ability of doubly-fed fan is improved. The mathematical model of grid-side converter is analyzed in detail. On this basis, a linear Active Disturbance Rejection controller (LADRC) is designed as a voltage outer loop controller to make the system run with high power factor. The LADRC is completely independent of the specific mathematical model of the controlled object and has strong anti-interference ability. The whole system has good compensation accuracy and anti-interference characteristics. Because the first-order LADRC is a feedback system, its essential problem is the stability of the system. Using the classical control theory, the stability of the second order linear extended state observer linear Extended State observer is proved in detail. The addition of LADRC can greatly improve the low voltage traversing ability of the doubly-fed fan.
【學(xué)位授予單位】：天津理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TM614;TM315

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本文編號：1520953