當(dāng)發(fā)生電網(wǎng)大范圍停電事故時(shí),需要盡快通過(guò)黑啟動(dòng)使電網(wǎng)恢復(fù)正常工況。通常來(lái)說(shuō)水力發(fā)電場(chǎng)是承擔(dān)電網(wǎng)黑啟動(dòng)電源的理想選擇,但我國(guó)部分地區(qū)水資源匱乏,而風(fēng)能資源相對(duì)豐富,可以選用風(fēng)力發(fā)電作為黑啟動(dòng)電源。由于風(fēng)電機(jī)組本身并不具備自啟動(dòng)能力,需要為風(fēng)電場(chǎng)配置大容量電池儲(chǔ)能裝置,從而實(shí)現(xiàn)自啟動(dòng)。含儲(chǔ)能的大型風(fēng)電場(chǎng)進(jìn)行自啟動(dòng)時(shí),需要對(duì)電力設(shè)備進(jìn)行空載充電,而空載充電時(shí)會(huì)不可避免的產(chǎn)生一定的過(guò)電流、過(guò)電壓?jiǎn)栴},可能會(huì)導(dǎo)致風(fēng)電場(chǎng)的自啟動(dòng)失敗進(jìn)而導(dǎo)致黑啟動(dòng)無(wú)法進(jìn)行。同時(shí)自啟動(dòng)完成后并網(wǎng)并帶動(dòng)其它電場(chǎng)啟動(dòng)時(shí),電網(wǎng)中的發(fā)電容量不大,且電網(wǎng)結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定,電網(wǎng)處于一個(gè)弱電源、弱聯(lián)系的狀況,其它機(jī)組與負(fù)荷的投入會(huì)使系統(tǒng)存在一定的擾動(dòng),多頻段的功率振蕩問(wèn)題無(wú)法避免。這些問(wèn)題都可能導(dǎo)致黑啟動(dòng)失敗,電網(wǎng)無(wú)法及時(shí)恢復(fù)。如果能發(fā)揮儲(chǔ)能裝置的功率響應(yīng)快速、控制方便等優(yōu)勢(shì),能夠有效提高風(fēng)電場(chǎng)自啟動(dòng)的安全性與可靠性,同時(shí)可以對(duì)弱電網(wǎng)中存在的多頻段振蕩的進(jìn)行阻尼控制。本文主要進(jìn)行以下研究:（1）分析和建立永磁直驅(qū)風(fēng)電機(jī)組以及儲(chǔ)能裝置的數(shù)學(xué)模型。基于MATLAB/Simulink建立風(fēng)電機(jī)組的仿真模型,包括機(jī)械部分模塊、電氣部分模塊以及控... 

【文章來(lái)源】：電子科技大學(xué)四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：99 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖2-1雙饋風(fēng)電機(jī)組的基本結(jié)構(gòu)

第二章含儲(chǔ)能的永磁直驅(qū)風(fēng)電場(chǎng)的建模9p164312252wtbwtpw1327181=/exp/2.51//1CccccacacaRnVaacaca(2-2)式中c1~c8—風(fēng)輪的氣動(dòng)特性相關(guān)系數(shù)，一般為常數(shù)；np—空氣密度。2.2.2永磁同步電機(jī)的數(shù)學(xué)模型為了便于永磁同步電機(jī)的分析和建模，假定如下：1)不考慮磁飽和狀況，假設(shè)鐵心的導(dǎo)磁系數(shù)是固定常數(shù)；2)三相繞組對(duì)稱(chēng)；3)定子磁勢(shì)的空間分布符合正弦規(guī)律；4)不考慮諧波問(wèn)題；5)數(shù)學(xué)模型采用電動(dòng)機(jī)慣例。永磁同步電機(jī)的定子、轉(zhuǎn)子空間分布如圖2-2所示，其中轉(zhuǎn)子為永磁體，定子繞組以轉(zhuǎn)子為中心三相對(duì)稱(chēng)分布。當(dāng)轉(zhuǎn)子逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，定子繞組中將產(chǎn)生三相正序的正弦電壓�；谝陨隙x，永磁同步電機(jī)發(fā)電時(shí)的電壓、磁鏈、電磁轉(zhuǎn)矩和機(jī)械運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)方程可以分別表示為：圖2-2永磁同步電機(jī)定子、轉(zhuǎn)子的空間分布圖(1)電壓方程：ddsdqeqqsqde==duRidtduRidt(2-3)

第二章含儲(chǔ)能的永磁直驅(qū)風(fēng)電場(chǎng)的建模11其中e=t為轉(zhuǎn)子位置角。圖2-3轉(zhuǎn)子磁鏈的定向矢量圖由式(2-2)、(2-3)可推導(dǎo)出電流的表達(dá)式為：dddsdeqqqqqsqeddsdiLuRiLidtdiLuRiLiEdt(2-7)其中，空載電勢(shì)滿足關(guān)系sefE。由(2-4)、(2-5)，可得到電磁轉(zhuǎn)矩方程，考慮永磁同步電機(jī)一般為面貼式，其各相繞組的電感一致，即Ld=Lq，電磁轉(zhuǎn)矩方程為：epfq3=2Tni(2-8)而永磁同步電機(jī)中的磁鏈f是由永磁體產(chǎn)生的恒定常數(shù)，因此電磁轉(zhuǎn)矩eT僅與電流的q軸分量qi相關(guān)。所以轉(zhuǎn)子磁鏈?zhǔn)噶靠刂埔话阕尪ㄗ与娏饔脕?lái)產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，即iq=is，id=0，這種控制方法即為id=0控制。由此獲得永磁同步電機(jī)的控制方程：dsdeqqqsqeddef==uRiLiuRiLi(2-9)為了使實(shí)際輸出電流能夠較好的跟蹤指令電流，加入PI調(diào)節(jié)，引入反饋控制量，獲得系統(tǒng)控制方程如下：**dsdeqqpddidd**qsqeddefpqqiqq==uRiLiKiiKiidtuRiLiKiiKiidt(2-10)式中Kp、Ki—電流環(huán)的比例、積分系數(shù)。永磁直驅(qū)發(fā)電機(jī)的電磁功率eP可以表達(dá)為：eeeP=T(2-11)由式(2-9)~(2-11)分析可知，確定q軸電流指令可以直接控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速，同時(shí)

【參考文獻(xiàn)】：
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