發(fā)布時間：2020-10-20 12:58

　　 在目前的風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)中,市場主流的機型有直驅(qū)式永磁同步發(fā)電機和雙饋式感應(yīng)發(fā)電機。其中永磁同步電機的特點是初期硬件投資大,并網(wǎng)控制方法簡單易行;而雙饋感應(yīng)電機則是初期硬件投資小,控制方法復(fù)雜。本文的主要研究目的在于應(yīng)用先進控制理論,支持雙饋式感應(yīng)發(fā)電機的并網(wǎng)運行,使用改進軟件控制算法用以解決風(fēng)電硬件投資高等問題,并提高雙饋式感應(yīng)發(fā)電機的故障穿越能力和無功補償能力。本文研究的主要工作和創(chuàng)新點如下:(1)針對雙饋式感應(yīng)發(fā)電機(DFIG)的故障穿越問題,基于經(jīng)典的定子磁場定向、功率解耦控制系統(tǒng),提出一種基于滅磁理論和虛擬阻尼控制的DFIG系統(tǒng)軟撬棒控制方法。利用三步預(yù)測法和滯環(huán)開關(guān)檢測電網(wǎng)故障的發(fā)生,控制滅磁電流的切入切出,并根據(jù)電網(wǎng)故障的程度動態(tài)調(diào)整滅磁電流大小,達(dá)到電網(wǎng)電壓驟降時,有效減小系統(tǒng)震蕩時間,使DFIG系統(tǒng)不離網(wǎng)的同時,又能良好地保護DFIG系統(tǒng)的目的。計算滅磁電流的大小不依賴于系統(tǒng)模型,使DFIG系統(tǒng)的自適應(yīng)性增強。此外,描述了電網(wǎng)電壓故障時帶給DFIG系統(tǒng)的危害,理論分析了系統(tǒng)特性,給出了軟撬棒控制的理論依據(jù)和實施方法,最后通過仿真驗證了軟撬棒方法的有效性。(2)針對DFIG系統(tǒng)在復(fù)雜工況下存在控制效果下降的問題,設(shè)計離散二階自抗擾控制器(ADRC)替換DFIG系統(tǒng)的比例積分(PI)控制器,改善DFIG系統(tǒng)在存在未知擾動,模型失準(zhǔn),參數(shù)漂移,設(shè)備老化,電網(wǎng)故障等情況下的控制性能。其中,理論分析了二階ADRC的穩(wěn)定性,對比了PI控制,一階ADRC,二階ADRC控制的優(yōu)缺點。通過仿真驗證,本文所設(shè)計的二階ADRC控制器在存在系統(tǒng)干擾和模型失準(zhǔn)的情況下,可以有效的提升DFIG系統(tǒng)的魯棒性,使DFIG系統(tǒng)保持穩(wěn)定。(3)提出基于廣義預(yù)測控制的DFIG功率調(diào)節(jié)控制方案,增強DFIG調(diào)節(jié)電網(wǎng)電能質(zhì)量的能力,提高DFIG系統(tǒng)的無功輸出能力。對比并分析了DFIG系統(tǒng)和統(tǒng)一電能質(zhì)量調(diào)節(jié)器的控制方法,探討了DFIG對電網(wǎng)無功補償?shù)臉O限。針對DFIG功率分配動態(tài)多變量的過程,設(shè)計三輸入三輸出的廣義預(yù)測控制方案,通過模型預(yù)測、滾動優(yōu)化和反饋校正,有效地提高DFIG的無功補償能力。仿真對比了多種情況下最大功率點跟蹤控制和廣義預(yù)測控制下的DFIG的無功輸出,說明使用廣義預(yù)測控制可以有效地提高DFIG的無功補償總量,增強DFIG系統(tǒng)調(diào)節(jié)電網(wǎng)電能質(zhì)量的能力。
【學(xué)位單位】：北京科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TM614;TP273
【部分圖文】：

全球風(fēng)電新增容量將近６０ＧＷ［８］。２０１８年，全球新增陸上及海上風(fēng)電裝機容??量分別為４５．４ＧＷ和４．３ＧＷ，新增風(fēng)電裝機遍及５３個國家［９】。２０１２－２０１８年??全球累計裝機容量以及風(fēng)電新增裝機容量分別如圖１＿１和圖１－２所示。??７００??５９５．９??６００?５４６．２?國??４８６．８?ｍ??５００?—?￣＇ｌｌ???４００?３７?３６９．９圓疆圓?＿??３００??－?????Ｈ?Ｈ?％??：ｊ?｜?－Ｕ－ｌＥｆ：－??ｌ〇〇?．１．?，１＾１?Ｉ?Ｉ?．?Ｉ?Ｉ．．??２０１２年?２０１３年?２０１４年?２０１５年?２０１６年?２０１７年?２０１８年??圖１－１全球風(fēng)電的累計裝機容量圖（ＧＷ）??７〇????—從６—．．??■?５９．５??６０??????５４＾?ｋｂ—??５１７?■?＿?Ｉ?４９．７??５０?４５．０?＿??４〇?Ｈ－?３６，０．—￣?Ｈ??３０?—??－ｆｌ????２０?Ｍｚｌｚｉ?Ｉｚｌｚｌ＾??１０?＾??０１１．．．．．．．．．■?．．．．．．Ｉ．．．．?Ｊｍ?Ｍｌ．—．．．．．．．Ｉ．??２０１２年?２０丨３年?２０１４年?２０１５年?２０１６年?２０１７年

？ｒｑ?＝?Ａ?＋?ｆ?＋?ＲｆＶｒｄ?＋?⑴ｓ?ｆ?Ｋｄ??式（２－２９）和式（２－３２）就是ＤＩＦＧ系統(tǒng)的轉(zhuǎn)子側(cè)控制模型，它的結(jié)構(gòu)如??圖２－６所示。??＆Ｕ＾?＝?＋?＜〇，?ｙ－ｖ７￣＼?ｈＵ＾?＝?－ａ，ａＬ，ｉ??Ｆ?Ｈ?卜??：－＾ｓ）￣￣｛ｐｎ??＾一－？?ＰＩ?——ＰＩ??？?Ｊｑ＇ａＰ??，?ＳＷＷＭ?￣＾?側(cè)－Ｉ器??＾?／ｒｄ?￣￣￣￣????〇Ａ???????（Ｊ（ｊｌａ０?＜?—??ｚｂｄａＰ??ｘ＿＿?ｄ／ｄｒ?＾＇?，?Ｍ＜ｎｂ?？?■?“，－ｂ－ｃ－??Ｖ＜－ｙ＋?Ｉ?計算沒、妒?ａｂｃ／ａ／？???????—?＾???，，Ｓｎｂ???／ｓａｂｃ??計算Ｐ、。?????圖２－６?ＤＦＩＧ轉(zhuǎn)子側(cè)變流器（ＲＳＣ）控制結(jié)構(gòu)圖??２．４．２網(wǎng)側(cè)變流器控制模型??網(wǎng)側(cè)變流器控制模型與轉(zhuǎn)子側(cè)類似

共有１２項必須攻克的技術(shù)要素，才能避免故障穿越對電力系統(tǒng)的不??利影響，從而維持電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。不同國家電網(wǎng)風(fēng)電機組的低電壓穿??越標(biāo)準(zhǔn)詳見圖３－１所示，而表３－１展示了技術(shù)要求的具體指標(biāo)。??．?德閨?中國?丹麥?英ＩＳ?西班牙?法田?美圈??￥?二一?????Ｅ＂！?／?７?？??ｉ－．ｚ：－??蚪?／?廣一厶矣—??廣??ｎｄ?！／?＜／／?／??ｉｔｉ＼?＾?／?Ｚ??�。海罚�??；；卜丨?’??＾?＾?．．．．．．．Ｊｋ?ｊ３???Ｉ?ｌ?｜?ｓ?Ｌ?ｌ?｝?ｉ?！?｜?｜?｜?｜?［?ｊ?ｉ?｛???９?：ｍ?－ｗｏ?ｍ?ｍｔ?ｉｍ?ｉ＿?？為期?２＿？?２４？?ｊｍｗ?，ｖｍ?３２？？＞??時＿（肪）??圖３－１各國風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)低電壓穿越標(biāo)準(zhǔn)ｌ１３７ｌ??－２９??
【相似文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 彭珊;陶麗;蘭飛;;風(fēng)電系統(tǒng)最大功率點跟蹤控制方法綜述[J];智能電網(wǎng);2017年07期

2 孔征,孔偉;風(fēng)電系統(tǒng)中應(yīng)用的兩種特殊電機[J];微特電機;1995年04期

3 王坤;周克;;雙饋風(fēng)電系統(tǒng)的建模仿真研究與設(shè)計[J];智能計算機與應(yīng)用;2019年04期

4 姚駿;曾欣;李嘉偉;;并網(wǎng)雙饋感應(yīng)風(fēng)電系統(tǒng)軸系振蕩特性[J];電工技術(shù)學(xué)報;2017年06期

5 肖惜明;賈鐵軍;張福杰;馮兆紅;;應(yīng)用差異進化算法的風(fēng)電系統(tǒng)供電能力評估[J];風(fēng)能;2016年07期

6 原睿萌;;風(fēng)電系統(tǒng)中的自動發(fā)電控制[J];科技資訊;2014年03期

7 王春;袁恩來;馮賓春;張子皿;;基于直流母線的獨立風(fēng)電系統(tǒng)研發(fā)[J];中國水利水電科學(xué)研究院學(xué)報;2012年03期

8 賈超;李廣凱;王勁松;白愷;;直驅(qū)型風(fēng)電系統(tǒng)高電壓穿越仿真分析[J];電力科學(xué)與工程;2012年10期

9 栗然;王飛;;直驅(qū)型風(fēng)電系統(tǒng)低電壓穿越技術(shù)仿真分析[J];陜西電力;2011年11期

10 王傳杰;何彥彬;;分頻風(fēng)電系統(tǒng)頻率控制策略研究[J];電網(wǎng)與清潔能源;2009年03期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 楊晨星;雙饋風(fēng)電系統(tǒng)的控制方法研究[D];北京科技大學(xué);2019年

2 吳洪兵;基于免疫算法的風(fēng)電系統(tǒng)故障診斷技術(shù)研究[D];南京航空航天大學(xué);2014年

3 陳文杰;雙饋風(fēng)電系統(tǒng)重復(fù)性低電壓穿越運行研究[D];浙江大學(xué);2015年

4 董永軍;海島中小型獨立風(fēng)電系統(tǒng)可靠運行技術(shù)研究[D];東北師范大學(xué);2013年

5 耿華;風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)能量優(yōu)化問題的研究[D];清華大學(xué);2008年

6 劉暢;高溫熔鹽蓄熱風(fēng)電系統(tǒng)設(shè)計及研究[D];中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院上海應(yīng)用物理研究所);2018年

7 殷秀興;風(fēng)電系統(tǒng)主傳動鏈的載荷復(fù)現(xiàn)與功率平滑[D];浙江大學(xué);2016年

8 梁正堂;基于不確定性特征挖掘的風(fēng)電系統(tǒng)預(yù)測與決策理論研究[D];山東大學(xué);2017年

9 趙云麗;含風(fēng)電電力系統(tǒng)的運行備用相關(guān)問題研究[D];大連理工大學(xué);2015年

10 江善和;粒子群算法改進研究及在風(fēng)電系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)度中的應(yīng)用[D];江南大學(xué);2015年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 孫健;基于時延估計的風(fēng)電系統(tǒng)風(fēng)功率測定研究[D];上海電機學(xué)院;2019年

2 馬程;雙饋風(fēng)電系統(tǒng)對稱故障暫態(tài)分析及穿越方案研究[D];天津理工大學(xué);2019年

3 李璐璐;并網(wǎng)風(fēng)電系統(tǒng)的時變追蹤優(yōu)化策略研究[D];山東大學(xué);2019年

4 許湖江;大型風(fēng)力發(fā)電機組并網(wǎng)勵磁控制研究[D];上海交通大學(xué);2017年

5 李廣闊;非理想電網(wǎng)電壓條件下直驅(qū)風(fēng)電變流器控制策略[D];湖南大學(xué);2016年

6 閔雄幫;含風(fēng)電系統(tǒng)矩不確定分布魯棒優(yōu)化調(diào)度模型及其算法研究[D];長沙理工大學(xué);2015年

7 樊壯;基于非工頻量提取的風(fēng)電系統(tǒng)送出線距離保護研究[D];華中科技大學(xué);2017年

8 戴斌;雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)適應(yīng)復(fù)雜電網(wǎng)環(huán)境的控制策略研究[D];華北電力大學(xué);2016年

9 史艷秋;基于觀測器復(fù)合模型預(yù)測的直驅(qū)式風(fēng)電系統(tǒng)控制研究[D];揚州大學(xué);2019年

10 王美;永磁直驅(qū)式風(fēng)電系統(tǒng)變流器故障診斷方法[D];湖南大學(xué);2017年

本文編號：2848709