近年來,風力發(fā)電技術(shù)日益先進,風電場的規(guī)模也日益增大,但一些問題也隨之顯現(xiàn)出來。海上風電場和一些偏遠地區(qū)的風電場發(fā)出的電能不能就地消納,需要將電能輸送到用電量大的地區(qū),研究如何高效率地將大規(guī)模風電場并網(wǎng)外送是亟待解決的一個難題。模塊化多電平換流器（modular multilevel converter,MMC）具有制造難度低、諧波含量少、有功和無功解耦等優(yōu)點,已成為一種理想的大型遠距離風電場并網(wǎng)方式。雙饋感應(yīng)發(fā)電機（doubly-fed induction generation,DFIG）的風機體積小、成本低,是目前最為廣泛應(yīng)用的風力發(fā)電機之一。本文針對雙饋風電場經(jīng)MMC-HVDC并網(wǎng)系統(tǒng),開展了有關(guān)啟動和無功控制兩個方面的工作。MMC-HVDC系統(tǒng)可以正常工作的前提條件是其子模塊電容電壓保持穩(wěn)定。但當發(fā)生故障導(dǎo)致MMC-HVDC停運后,子模塊電壓降為零,此時需要對子模塊電容進行充電。然而在此過程中,會產(chǎn)生一個較大的沖擊電流,并伴隨過電壓,提出一種新的方法抑制此沖擊電流具有重要的工程價值。此外,DFIG風機和MMC變換器可以提供無功功率,研究如何協(xié)調(diào)分配風機轉(zhuǎn)子側(cè)變換器、網(wǎng)側(cè)變換器和... 

【文章來源】：山東大學山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：78 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－１?２００８年至２０１８年我國風電裝機容量變化??２０１９年４月份，中國風能協(xié)會發(fā)布了《２０１８年中國風電吊裝容量統(tǒng)計簡報》

山東大學碩士學位論文??第二章雙饋風電場經(jīng)ＭＭＣ－ＨＶＤＣ并網(wǎng)系統(tǒng)建模研究??ＤＦＩＧ風電場經(jīng)ＭＭＣ－ＨＶＤＣ并網(wǎng)外送電能有很多優(yōu)勢，其中包括提高ＤＦＩＧ??風電場的電壓穩(wěn)定性。由于ＭＭＣ－ＨＶＤＣ將ＤＦＩＧ風場和外部電網(wǎng)隔開，故減少了??電網(wǎng)發(fā)生故障時對ＤＦ１Ｇ風電場的擾動。本章將介紹ＤＦＩＧ和ＭＭＣ的工作原理，??建立數(shù)學模型，研宄各變換器的控制策略，為下文奠定基矗??２．１雙饋風力發(fā)電機簡介??２．１．丨雙饋風力發(fā)電機工作原理??圖２－丨為ＤＦ１Ｇ的結(jié)構(gòu)圖，主要由四部分組成，分別是風力機、齒輪箱、雙饋??異步發(fā)電機、勵磁變換器。??當風速達到一定值時，ＤＦＩＧ的風力機啟動，將風能轉(zhuǎn)化為機械能。由于風力??機的轉(zhuǎn)速較小，所以為了提升速度、減小發(fā)電機的體積，雙饋異步風機裝設(shè)了齒輪??箱。異步發(fā)電機被機械能帶動，電能產(chǎn)生，并輸送到外部電網(wǎng)，最終實現(xiàn)了風力發(fā)??電．雙ＰＷＭ變換器按照各自所在的位置命名，“轉(zhuǎn)子側(cè)變換器”顧名思義指與??ＤＦＩＧ風機轉(zhuǎn)子繞組相連的變換器；“網(wǎng)側(cè)變換器”顧名思義則指得與外電網(wǎng)相連??的變換器。雙ＰＷＭ變換器各司其職，是實現(xiàn)對ＤＨＧ控制的主要器件。另外，在??實際應(yīng)用時，為了避免高頻諧波流入外電網(wǎng)，一般會在網(wǎng)側(cè)變換器連接外部電網(wǎng)的??地方設(shè)置一個濾波器。??風力機??Ａ?異步發(fā)電機??齒輪柏外部電網(wǎng)??ｕ麵自?４甲ｓ??轉(zhuǎn)子側(cè)變換器?Ｍ側(cè)變換器?＋??一」令�！�???雙ＰＷＭ變換器??圖２－１雙饋風力發(fā)電機結(jié)構(gòu)圖??為了進一步說明雙饋風力發(fā)電機的工作原理，給出了圖２－２?ＤＦＩＧ變速恒頻工??９??

山東大學碩士學位論文??作原理框圖。??外部電網(wǎng)??Ａ??ｎ＇．?Ｌｉ??ｖ｜￣￣七——ｊ—｜—?勵磁變換器????Ｊ?＾￣＾??風力機?異步發(fā)電機??圖２－２?ＤＦＩＧ變速恒頻工作原理框圖??發(fā)電機的機電能量得以有效轉(zhuǎn)化存在一個必要條件，即定子旋轉(zhuǎn)磁場等于轉(zhuǎn)??子旋轉(zhuǎn)磁場，故各轉(zhuǎn)速之間存在式（２－１）的關(guān)系：??ｎｘ?＝ｎ２?＋ｎｒ?（２－１）??式中：??轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速；定子磁場同步轉(zhuǎn)速；ｎ２：轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁場相對于轉(zhuǎn)子本身的??轉(zhuǎn)速。??因為乂?／６０及／２?／６０，故有：??—?＋?ｆ２＝ｆ，?（２－２）??６０?２?１??式中：??發(fā)電機極對數(shù)；乂、／２?：定、轉(zhuǎn)子電流頻率。??通過上面公式可知，ＤＨＧ可以運行在變速恒頻狀態(tài)的主要原因是／２是可調(diào)節(jié)??的，當轉(zhuǎn)速變化時，調(diào)節(jié)／２，使得公式（２－２）得以成立，那么就可以保證乂一直??等于５０Ｈｚ。??由于／２可以調(diào)節(jié)，ＤＦＩＧ可運行在不同的狀態(tài)。第一種狀態(tài)：同步運行狀態(tài)，??此時／２＝〇，轉(zhuǎn)子繞組與電網(wǎng)無功率交換；第二種狀態(tài)：亞同步狀態(tài)，此時／２＞〇，??為了維持穩(wěn)定運行，從電網(wǎng)輸入一部分功率到轉(zhuǎn)子繞組；第三種狀態(tài)：超同步狀態(tài)，??１０??

【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
[1]雙饋風力發(fā)電系統(tǒng)的運行與功率控制研究[D]. 林悅銘.哈爾濱理工大學 2015
[2]基于VSC-HVDC并網(wǎng)風電場的暫態(tài)電壓穩(wěn)定性研究[D]. 姜燕.華北電力大學（北京） 2010



本文編號：3030139