當(dāng)前主流風(fēng)電機(jī)組為直驅(qū)型永磁同步機(jī)組與雙饋型異步感應(yīng)機(jī)組,相比雙饋型機(jī)組,直驅(qū)型機(jī)組省去了齒輪箱,提高了機(jī)組的可靠性,減小了機(jī)械損耗,提高了發(fā)電效率,因此受到越來(lái)越多的關(guān)注。由于直驅(qū)型機(jī)組中變流器解耦了發(fā)電機(jī)與電網(wǎng),發(fā)電機(jī)對(duì)電網(wǎng)頻率變化的響應(yīng)微乎其微。隨著風(fēng)力發(fā)電的快速發(fā)展,風(fēng)力發(fā)電在電力系統(tǒng)中的滲透率逐年提高,導(dǎo)致電網(wǎng)等效慣量減小,頻率穩(wěn)定性降低。頻率是電能質(zhì)量的重要指標(biāo)之一,為了提高電網(wǎng)頻率穩(wěn)定性,本文以直驅(qū)型永磁同步風(fēng)電機(jī)組為研究對(duì)象,通過(guò)風(fēng)電機(jī)組參與電網(wǎng)頻率支撐控制,實(shí)現(xiàn)增大電網(wǎng)等效慣量之目標(biāo),主要工作如下:（1）研究了風(fēng)電機(jī)組正常運(yùn)行控制策略。分析了風(fēng)電機(jī)組在最大功率點(diǎn)跟蹤與限功率兩種模式下輸出功率與轉(zhuǎn)速的關(guān)系,研究了機(jī)側(cè)變流器與網(wǎng)側(cè)變流器控制。在Matlab/Simulink中搭建了直驅(qū)型永磁同步風(fēng)電機(jī)組正常運(yùn)行仿真模型,通過(guò)仿真驗(yàn)證了控制策略的有效性。（2）研究了常規(guī)風(fēng)電機(jī)組參與電網(wǎng)頻率支撐控制策略。在風(fēng)電機(jī)組正常運(yùn)行模式下分別添加慣量控制器與下垂控制器,使風(fēng)電機(jī)組參與電網(wǎng)頻率支撐。以電網(wǎng)頻率跌落為例,進(jìn)行了仿真驗(yàn)證與半實(shí)物實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,仿真與實(shí)驗(yàn)均驗(yàn)證了控制策略的有效性。（... 

【文章來(lái)源】：青島大學(xué)山東省

【文章頁(yè)數(shù)】：74 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

直驅(qū)型永磁同步風(fēng)電機(jī)組全功率變流器結(jié)構(gòu)圖

式中,ωs為電機(jī)的電角速度。根據(jù)式(2-7)作出直驅(qū)型永磁同步風(fēng)電機(jī)組機(jī)側(cè)變流器控制框圖如圖2-2所示。上圖中機(jī)側(cè)變流器采用轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)定向矢量控制與雙閉環(huán)控制。通過(guò)光電編碼器測(cè)出電機(jī)的轉(zhuǎn)子位置角θs,轉(zhuǎn)子位置角θs對(duì)時(shí)間t求導(dǎo)后得到轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速實(shí)際值ωs,將轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速參考值ωs*與實(shí)際值ωs作差后送入PI調(diào)節(jié)器,得到定子電流q軸分量參考值由式(2-6)可知,風(fēng)電機(jī)組電磁轉(zhuǎn)矩Te與定子電流q軸分量isq成正比,所以?xún)?nèi)環(huán)電流控制可以實(shí)現(xiàn)對(duì)風(fēng)電機(jī)組電磁轉(zhuǎn)矩Te的控制。對(duì)定子三相電流進(jìn)行abc/dq變換,得到定子電流dq軸分量實(shí)際值isd、isq。定子電流q軸分量參考值與實(shí)際值isq的差值送入PI調(diào)節(jié)器,輸出值與定子電流q軸耦合電壓Δusq相加,得到機(jī)側(cè)變流器控制電壓的q軸分量usq。定子電流d軸分量參考值i*sd設(shè)為零,使轉(zhuǎn)子磁鏈ψf去磁分量為零。定子電流d軸分量參考值i*sd與實(shí)際值isd的差值送入PI調(diào)節(jié)器,輸出值與定子電流d軸耦合電壓Δusd相加,得到機(jī)側(cè)變流器控制電壓的d軸分量usd。機(jī)側(cè)變流器控制電壓的dq軸分量ugd、ugq以及從光電編碼器得到的轉(zhuǎn)子位置角θs進(jìn)行dq/abc變換,通過(guò)PWM輸出控制機(jī)側(cè)變流器的信號(hào),調(diào)節(jié)風(fēng)電機(jī)組轉(zhuǎn)矩。

網(wǎng)側(cè)變流器采用電網(wǎng)電壓定向矢量控制與雙閉環(huán)控制,控制框圖如圖2-3所示。直流母線電壓參考值v*dc與實(shí)際值vdc作差后進(jìn)入PI調(diào)節(jié)器,得到網(wǎng)側(cè)電流d軸分量參考值i*gd。網(wǎng)側(cè)三相電流經(jīng)abc/dq變換后得到網(wǎng)側(cè)電流矢量dq軸分量的實(shí)際值igd、igq。網(wǎng)側(cè)電流d軸分量參考值i*gd與實(shí)際值igd作差后進(jìn)入PI調(diào)節(jié)器,再與d軸耦合電壓Δugd求和,得到網(wǎng)側(cè)變流器控制電壓的d軸分量vgd,實(shí)現(xiàn)電流內(nèi)環(huán)控制�？刂谱兞髌髦惠敵鲇泄β�,不輸出無(wú)功功率,所以控制無(wú)功輸出的網(wǎng)側(cè)電流q軸分量參考值i*gq為零。網(wǎng)側(cè)電流q軸分量實(shí)際值igq與參考值i*gq作差后進(jìn)入PI調(diào)節(jié)器,輸出值與q軸耦合電壓Δugq求和,得到網(wǎng)側(cè)變流器控制電壓的q軸分量vgq。網(wǎng)側(cè)變流器控制電壓的dq軸分量vgd、vgq以及從鎖相環(huán)PLL得到的電網(wǎng)電壓的電角度θg進(jìn)行dq/abc變換,通過(guò)PWM輸出控制網(wǎng)側(cè)變流器的信號(hào),實(shí)現(xiàn)直流母線電壓的穩(wěn)定以及對(duì)網(wǎng)側(cè)變流器有功功率與無(wú)功功率的解耦控制。2.2 風(fēng)電機(jī)組的控制

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]風(fēng)電場(chǎng)的建設(shè)對(duì)環(huán)境影響分析[J]. 汪鑫.  湖北農(nóng)機(jī)化. 2019(10)
[2]用于提高雙饋風(fēng)力機(jī)低電壓穿越能力的超級(jí)電容儲(chǔ)能容量配置及控制策略研究[J]. 王樹(shù)軍,劉健,趙國(guó)良,劉樹(shù)清,徐碩.  電器與能效管理技術(shù). 2019(09)
[3]基于新型勵(lì)磁控制的電勵(lì)磁同步電機(jī)飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)直接轉(zhuǎn)矩控制[J]. 劉洋.  電工電能新技術(shù). 2019(04)
[4]基于飛輪儲(chǔ)能裝置的雙饋風(fēng)電機(jī)組并網(wǎng)系統(tǒng)聯(lián)合調(diào)頻控制研究[J]. 陳斌,范林源,張俊武,王德林,康積濤.  電工技術(shù). 2018(12)
[5]低碳經(jīng)濟(jì)背景下中國(guó)風(fēng)力發(fā)電跨區(qū)并網(wǎng)研究[J]. 張宏,王禮茂,張英卓,牟初夫,方葉兵,楊慧敏.  資源科學(xué). 2017(12)
[6]考慮電網(wǎng)輸電能力改善的超導(dǎo)儲(chǔ)能裝置優(yōu)化選址定容[J]. 宋柄兵,顧潔.  電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化學(xué)報(bào). 2017(11)
[7]基于虛擬慣量和頻率下垂控制的雙饋風(fēng)電機(jī)組一次調(diào)頻策略[J]. 張冠鋒,楊俊友,孫峰,戈陽(yáng)陽(yáng),邢作霞.  電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2017(22)
[8]具有自主電網(wǎng)同步與弱網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行能力的雙饋風(fēng)電機(jī)組控制方法[J]. 張琛,蔡旭,李征.  中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2017(02)
[9]大型海上全直流風(fēng)場(chǎng)中基于MMC的風(fēng)力發(fā)電變流器及其控制[J]. 常怡然,蔡旭.  中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2016(14)
[10]基于混合儲(chǔ)能的風(fēng)電場(chǎng)一次調(diào)頻控制[J]. 孫鵬,蔡勇,萬(wàn)黎,舒欣,吉小鵬,黃磊.  電網(wǎng)與清潔能源. 2016(02)

博士論文
[1]飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)高速永磁同步電動(dòng)/發(fā)電機(jī)控制關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 張翔.浙江大學(xué) 2019
[2]海上波浪能與風(fēng)能互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 謝典.華北電力大學(xué)(北京) 2018
[3]含直驅(qū)風(fēng)電機(jī)組的電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定問(wèn)題研究[D]. 劉忠義.華北電力大學(xué)(北京) 2016
[4]大規(guī)模雙饋風(fēng)電場(chǎng)與電網(wǎng)交互作用機(jī)理及其控制策略研究[D]. 田新首.華北電力大學(xué)(北京) 2016
[5]大功率永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)技術(shù)研究[D]. 郭磊磊.合肥工業(yè)大學(xué) 2016
[6]含潮汐流能和儲(chǔ)能的發(fā)電系統(tǒng)概率建模及其可靠性評(píng)估[D]. 劉明君.重慶大學(xué) 2016
[7]基于低碳經(jīng)濟(jì)的我國(guó)電力行業(yè)可持續(xù)發(fā)展研究[D]. 蓋兆軍.吉林大學(xué) 2015

碩士論文
[1]雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)模糊PI空載并網(wǎng)和最大風(fēng)能追蹤研究[D]. 劉健.哈爾濱理工大學(xué) 2019
[2]半直驅(qū)永磁同步風(fēng)電機(jī)組建模與控制策略研究[D]. 牛陸陸.東北石油大學(xué) 2019
[3]電池儲(chǔ)能參與電網(wǎng)輔助調(diào)頻的控制策略及優(yōu)化配置研究[D]. 井文輝.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2018
[4]全功率變換型風(fēng)電機(jī)組支撐電網(wǎng)的控制策略研究[D]. 徐彬.青島大學(xué) 2018
[5]儲(chǔ)能參與大規(guī)模風(fēng)電并網(wǎng)系統(tǒng)輔助調(diào)頻控制方法研究[D]. 畢素玲.湖南大學(xué) 2018
[6]永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的解析仿真[D]. 張若飛.華北電力大學(xué)(北京) 2017
[7]考慮大規(guī)模風(fēng)力發(fā)電的電力系統(tǒng)靜態(tài)安全評(píng)估[D]. 魏亞運(yùn).廣東工業(yè)大學(xué) 2016
[8]永磁同步風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)最大風(fēng)能追蹤控制策略研究[D]. 張涵.廣西大學(xué) 2016
[9]以能源經(jīng)濟(jì)模型為基礎(chǔ)的風(fēng)力發(fā)電經(jīng)濟(jì)性研究[D]. 岳亙東.華北電力大學(xué)(北京) 2016
[10]電池儲(chǔ)能應(yīng)用于大規(guī)模風(fēng)電并網(wǎng)系統(tǒng)輔助調(diào)頻的需求評(píng)估[D]. 周婷婷.湖南大學(xué) 2016



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