【摘要】：風電是最有開發(fā)前景的可再生能源之一。由于海上風能資源更加豐富而且非常適合大規(guī)模開發(fā),海上風電的利用越來越引起關注。與雙饋風機相比,永磁直驅風機不需要變速箱而且擁有更好的低電壓穿越性能,因而在海上風電開發(fā)中具備競爭力。高壓直流輸電(high-voltage direct current,HVDC)不受電纜電容充電電流的影響,因而適用于將遠距離海上風電輸送至陸上電網。本文研究了用于永磁直驅風機并網的不同直流輸電拓撲,并設計了相應的控制策略。本文的主要研究工作如下:(1)分析了永磁直驅風機的結構以及基本控制方法。(2)研究了模塊化多電平換流器(modular multilevel converter,MMC)的拓撲結構。針對永磁直驅風機經MMC-HVDC并網系統(tǒng),提出一種提升其故障穿越能力的控制策略。該策略結合降低風電場交流電壓和降低風機輸出有功電流兩種方式,可以實現風電場側有功功率的快速降低。同時,為了在故障時限制永磁直驅風機直流鏈電壓的增長,在風機中引入直流電壓偏差控制。仿真結果表明:主網發(fā)生對稱和不對稱故障時,MMC直流電壓和風機直流鏈電壓均可維持穩(wěn)定,系統(tǒng)可以實現故障穿越。(3)提出一種永磁直驅風機經混合直流系統(tǒng)并網的拓撲,直流系統(tǒng)整流側采用模塊化多電平換流器,逆變側采用電網換相換流器(line commutated converter,LCC)。該系統(tǒng)結合了 MMC和LCC各自的優(yōu)點,既可以為風電場無源系統(tǒng)提供電壓支撐,又可以降低投資成本和運行損耗。MMC可以通過子模塊投切瞬間改變直流側級聯子模塊輸出的總電壓�；诖隧椞匦�,提出整流側MMC控制直流電流的方法,將MMC的控制維度從交流側拓展至直流側。仿真結果表明,在逆變側主網發(fā)生遠區(qū)故障時,整流側MMC可以抑制直流電流增長,降低換相失敗發(fā)生的機會;在逆變側發(fā)生換相失敗后,可以幫助系統(tǒng)平穩(wěn)地恢復直流功率,實現故障穿越功能。
【學位授予單位】：浙江大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TM721.1;TM614

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