本文關(guān)鍵詞：電網(wǎng)故障下含F(xiàn)SIG和PMSG的混合風(fēng)電場運(yùn)行與控制研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：因風(fēng)電并網(wǎng)導(dǎo)則要求的日益嚴(yán)格及傳統(tǒng)定速異步風(fēng)電機(jī)組(fixed-speed induction generator,FSIG)的不可控性,針對定速異步風(fēng)電場的低電壓穿越(low voltage ride through,LVRT)改造方案的研究亟需開展。目前增加并聯(lián)無功補(bǔ)償設(shè)備來增強(qiáng)傳統(tǒng)異步風(fēng)電場故障穿越能力的技術(shù)方案得到國內(nèi)外認(rèn)可。隨著風(fēng)電產(chǎn)業(yè)在我國的大規(guī)�；鼗l(fā)展,由不同裝機(jī)類型的風(fēng)電系統(tǒng)組成混合風(fēng)電場成為并網(wǎng)風(fēng)電場的主要構(gòu)成方式。因此可以通過永磁直驅(qū)風(fēng)電機(jī)組(permanent magnet synchronous generators,PMSG)在電網(wǎng)故障期間向鄰近的異步風(fēng)電機(jī)組提供暫態(tài)無功支撐以代替?zhèn)鹘y(tǒng)的無功補(bǔ)償設(shè)備輔助定速異步風(fēng)電場完成低電壓穿越運(yùn)行。本文以由FSIG和PMSG組成的混合風(fēng)電場為研究對象,從保證混合風(fēng)電場實(shí)現(xiàn)故障穿越運(yùn)行、提高混合風(fēng)電場輸出電能質(zhì)量的角度出發(fā),對該類型混合風(fēng)電場在電網(wǎng)對稱、不對稱故障下的運(yùn)行與控制展開了深入研究。(1)建立了含電網(wǎng)線路參數(shù)的FSIG風(fēng)電場等效模型,在此基礎(chǔ)上分析了異步風(fēng)電場在電網(wǎng)故障期間的暫態(tài)特性與功率特性,并進(jìn)一步揭示了異步風(fēng)電系統(tǒng)的臨界切除轉(zhuǎn)差與其實(shí)現(xiàn)低電壓穿越所需無功補(bǔ)償容量之間的關(guān)系,為進(jìn)一步研究電網(wǎng)故障條件下混合風(fēng)電場的容量配置奠定了理論基礎(chǔ)。(2)分析了故障類型、位置以及PMSG風(fēng)電場無功控制策略對混合風(fēng)電場容量配置的影響,結(jié)合異步風(fēng)電場功率-轉(zhuǎn)差特性,提出了電網(wǎng)故障下混合風(fēng)電場的容量配置方法,并通過仿真驗(yàn)證了所提容量配置方法的正確性。此外,進(jìn)一步分析了線路參數(shù)及PMSG風(fēng)電場無功容量對FSIG風(fēng)電場故障穿越運(yùn)行的影響,并通過仿真研究揭示了線路參數(shù)和無功容量與混合風(fēng)電場故障穿越性能間的關(guān)系。(3)分析了不對稱故障期間電網(wǎng)正負(fù)序電壓間的耦合關(guān)系,并研究了不對稱故障期間并網(wǎng)風(fēng)電場的暫態(tài)無功支撐控制及負(fù)序電壓抑制控制對電網(wǎng)電壓的影響,在此基礎(chǔ)上,提出了混合風(fēng)電場的正負(fù)序協(xié)同控制策略。通過仿真驗(yàn)證了所提控制策略可在保證混合風(fēng)電場動(dòng)態(tài)無功支撐能力的同時(shí),協(xié)同控制負(fù)序電流抑制電網(wǎng)負(fù)序電壓,平衡PMSG風(fēng)電場的運(yùn)行行為對FSIG風(fēng)電場運(yùn)行性能及并網(wǎng)電能質(zhì)量的負(fù)面影響。(4)建立了含F(xiàn)SIG和PMSG的混合風(fēng)電實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),利用實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)進(jìn)一步驗(yàn)證了所提混合風(fēng)電場容量配置計(jì)算方法的正確性。通過實(shí)驗(yàn)對FSIG風(fēng)電系統(tǒng)分別在有、無PMSG提供暫態(tài)無功支撐下的故障穿越運(yùn)行進(jìn)行了深入研究。
【關(guān)鍵詞】：風(fēng)力發(fā)電 電網(wǎng)故障 混合風(fēng)電場 容量配置 并網(wǎng)風(fēng)電場運(yùn)行與控制
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TM614
【目錄】：

• 中文摘要3-4
• 英文摘要4-8
• 1 緒論8-14
• 1.1 風(fēng)力發(fā)電技術(shù)發(fā)展背景8-9
• 1.2 國內(nèi)外異步風(fēng)電系統(tǒng)低電壓穿越改造研究現(xiàn)狀9-10
• 1.3 國內(nèi)外永磁直驅(qū)風(fēng)電系統(tǒng)低電壓穿越技術(shù)研究現(xiàn)狀10-11
• 1.4 混合風(fēng)電場的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11
• 1.5 本文主要研究內(nèi)容11-14
• 2 混合風(fēng)電場建模及其在電網(wǎng)故障下的暫態(tài)運(yùn)行特性及控制策略14-24
• 2.1 引言14
• 2.2 混合風(fēng)電場拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)與建模14-17
• 2.2.1 混合風(fēng)電場拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)14-15
• 2.2.2 FSIG風(fēng)電系統(tǒng)和PMSG風(fēng)電系統(tǒng)建模15-17
• 2.3 異步風(fēng)電場暫態(tài)特性與功率特性分析17-21
• 2.3.1 異步風(fēng)電場暫態(tài)特性分析18-19
• 2.3.2 異步風(fēng)電場臨界切除時(shí)間19-20
• 2.3.3 異步風(fēng)電場功率特性分析20-21
• 2.4 電網(wǎng)故障下PMSG風(fēng)電系統(tǒng)的控制策略21-22
• 2.4.1 機(jī)側(cè)變換器的有功功率限制控制21-22
• 2.4.2 網(wǎng)側(cè)變換器的正負(fù)序解耦控制22
• 2.5 本章小結(jié)22-24
• 3 電網(wǎng)對稱故障下混合風(fēng)電場的容量配置及其低電壓穿越性能評估24-36
• 3.1 引言24
• 3.2 對稱故障下混合風(fēng)電場的運(yùn)行行為分析24-25
• 3.2.1 異步風(fēng)電場的運(yùn)行行為分析24-25
• 3.2.2 永磁直驅(qū)風(fēng)電場的運(yùn)行行為分析25
• 3.3 電網(wǎng)對稱故障下混合風(fēng)電場的容量配置25-31
• 3.3.1 故障類型與故障點(diǎn)的確定25-26
• 3.3.2 混合風(fēng)電場的容量配置26-28
• 3.3.3 仿真驗(yàn)證28-31
• 3.4 混合風(fēng)電場低電壓穿越性能分析與評估31-34
• 3.4.1 線路參數(shù)對異步風(fēng)電場低電壓穿越運(yùn)行性能的影響31-33
• 3.4.2 無功補(bǔ)償容量對異步風(fēng)電場機(jī)組轉(zhuǎn)速恢復(fù)的影響33-34
• 3.5 本章小結(jié)34-36
• 4 電網(wǎng)不對稱故障下混合風(fēng)電場的低電壓穿越運(yùn)行與控制策略研究36-60
• 4.1 引言36
• 4.2 不對稱故障下電網(wǎng)電壓各序分量的耦合關(guān)系分析36-41
• 4.2.1 單相接地短路故障下電網(wǎng)電壓各序分量的耦合關(guān)系36-39
• 4.2.2 兩相短路故障下電網(wǎng)電壓各序分量的耦合關(guān)系39-40
• 4.2.3 兩相短路接地故障下電網(wǎng)電壓各序分量的耦合關(guān)系40-41
• 4.3 不對稱故障下風(fēng)電場運(yùn)行行為對電網(wǎng)正負(fù)序電壓的影響41-54
• 4.3.1 單相接地短路故障下風(fēng)電場運(yùn)行行為對電網(wǎng)正負(fù)序電壓的影響41-43
• 4.3.2 兩相短路故障下風(fēng)電場運(yùn)行行為對電網(wǎng)正負(fù)序電壓的影響43-45
• 4.3.3 兩相短路接地故障下風(fēng)電場運(yùn)行行為對電網(wǎng)正負(fù)序電壓的影響45-47
• 4.3.4 仿真驗(yàn)證47-54
• 4.4 不對稱故障下混合風(fēng)電場的正負(fù)序協(xié)同控制策略54-59
• 4.4.1 混合風(fēng)電場在不對稱故障下的正負(fù)序協(xié)同控制策略54-55
• 4.4.2 仿真驗(yàn)證55-59
• 4.5 本章小結(jié)59-60
• 5 含F(xiàn)SIG和PMSG的混合風(fēng)電系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)研究60-66
• 5.1 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)構(gòu)成60-61
• 5.2 實(shí)驗(yàn)研究61-65
• 5.2.1 異步風(fēng)電系統(tǒng)并網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行實(shí)驗(yàn)61-63
• 5.2.2 混合發(fā)電系統(tǒng)低電壓穿越運(yùn)行實(shí)驗(yàn)63-65
• 5.3 本章小結(jié)65-66
• 6 總結(jié)與展望66-68
• 致謝68-70
• 參考文獻(xiàn)70-74
• 附錄74-75
• A. 作者在攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文目錄74-75
• B. 作者在攻讀碩士學(xué)位期間申請的專利目錄75

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