近年來,清潔環(huán)保無污染的風(fēng)力發(fā)電快速發(fā)展,雙饋風(fēng)電機(jī)組的裝機(jī)容量不斷增加,為了提高輸電線路傳輸容量電網(wǎng)中常常串聯(lián)補(bǔ)償電容,由此引發(fā)了大量的次同步振蕩事故。電壓源型控制技術(shù)近些年也得到了長(zhǎng)足的發(fā)展,本文按有無電壓電流內(nèi)環(huán)將其分為直接電壓式虛擬同步機(jī)控制和間接電壓式虛擬同步機(jī)控制。本文基于阻抗分析方法,對(duì)電壓源型雙饋風(fēng)電機(jī)組在串補(bǔ)電網(wǎng)下存在的次同步振蕩相關(guān)問題進(jìn)行研究,主要內(nèi)容包括電壓源型DFIG輸出阻抗建模、串補(bǔ)電網(wǎng)下并網(wǎng)穩(wěn)定性分析和SSO抑制策略研究。本文首先建立直接電壓式虛擬同步機(jī)控制的DFIG阻抗模型,并在串補(bǔ)電網(wǎng)下分析DFIG的穩(wěn)定性。在dq坐標(biāo)系下基于雙饋電機(jī)數(shù)學(xué)模型及虛擬同步機(jī)控制建立直接電壓式虛擬同步機(jī)控制的DFIG閉環(huán)輸出阻抗模型,隨后分析控制環(huán)節(jié)中的參數(shù)對(duì)DFIG閉環(huán)輸出阻抗特性的影響。針對(duì)串補(bǔ)電網(wǎng)下直接電壓式虛擬同步機(jī)控制的DFIG,采用GNC分析電網(wǎng)串補(bǔ)度、慣性時(shí)間常數(shù)、阻尼時(shí)間常數(shù)及轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速對(duì)雙饋風(fēng)電并網(wǎng)系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響。由于間接電壓式虛擬同步機(jī)控制的DFIG有電壓電流內(nèi)環(huán),阻抗特性與直接電壓式虛擬同步機(jī)控制的DFIG有很大不同。因此,本文將建立間接電壓式虛擬同步... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：70 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

010-2019年全國風(fēng)電發(fā)展趨勢(shì)

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文-3-運(yùn)行、槳距角控制以及儲(chǔ)能等方式，從而保持系統(tǒng)頻率恒定[11]。ddtrefff低通濾波器風(fēng)電機(jī)組功率曲線2MPPTPffP斜率限制下垂控制虛擬慣量控制pKdKrefsP圖1-2電流源型DFIG控制策略當(dāng)控制策略不同時(shí)，DFIG的控制特性會(huì)有較大差異。根據(jù)這些控制策略的區(qū)別，DFIG的慣量控制策略可分為電流源型控制和電壓源型控制。DFIG的電流源型控制是以輸出電流為控制目標(biāo)，原有風(fēng)電變流器中電流內(nèi)環(huán)控制結(jié)構(gòu)不變，通過鎖相環(huán)不僅得到電網(wǎng)電壓相角，而且也得到電網(wǎng)的頻率及其變化率，將虛擬慣量和下垂控制引入到功率外環(huán)控制器中來改變機(jī)組有功輸出[12]。圖1-2為電流源型DFIG控制策略，電流源型控制并沒有改變傳統(tǒng)矢量控制的結(jié)構(gòu)，該運(yùn)行方式下的風(fēng)電機(jī)組仍不具備傳統(tǒng)同步發(fā)電機(jī)的電網(wǎng)主動(dòng)支撐能力。另外電流源運(yùn)行方式下風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)和電網(wǎng)之間會(huì)通過鎖相環(huán)和線路阻抗相互影響，如果參數(shù)整定不合理，系統(tǒng)會(huì)出現(xiàn)不穩(wěn)定的現(xiàn)象，在弱電網(wǎng)下還可能會(huì)出現(xiàn)振蕩的風(fēng)險(xiǎn)[13]。圖1-3虛擬同步機(jī)的發(fā)展歷史對(duì)電壓源控制方式下的DFIG，它的控制目標(biāo)是輸出電壓的幅值高低和相位大小，具體實(shí)現(xiàn)方法是改變DFIG的控制策略從而使其對(duì)外表現(xiàn)為電壓源特性，DFIG的功率可以隨著負(fù)荷的情況而做出調(diào)整，從而使風(fēng)電機(jī)組具有和傳統(tǒng)同步發(fā)電機(jī)類似的慣量支撐特點(diǎn)，目前它的主要實(shí)現(xiàn)方式是采用虛擬同步機(jī)(VirtualSynchronousGenerator，VSG)控制，它的發(fā)展歷史如圖1-3所示[15]。VSG控制取消了傳統(tǒng)矢量控制中的鎖相環(huán)，改變控制策略使其和同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子搖擺

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文-17-式中：0()=0bjpqiacpacsTsDkksG將矢量合成得到的轉(zhuǎn)子勵(lì)磁電壓轉(zhuǎn)換到同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系得：cossinrdrrrqrruUuU(2-20)將其小信號(hào)線性化可得TrrrurUuG(2-21)式中：000000sincos=cossinrrrurrrrUUG如果考慮控制系統(tǒng)的延時(shí)，則延時(shí)相對(duì)應(yīng)的表達(dá)式為101101dddeddTsTsTsTsG(2-22)式中：1/dsTf，其中sf是開關(guān)頻率。直接電壓式虛擬同步機(jī)控制環(huán)節(jié)控制DFIG的轉(zhuǎn)子電壓，將虛擬同步機(jī)控制環(huán)節(jié)小信號(hào)模型和DFIG小信號(hào)模型結(jié)合到一起，并考慮控制系統(tǒng)的延時(shí)作用，則可得到直接電壓式虛擬同步機(jī)控制的DFIG轉(zhuǎn)子側(cè)小信號(hào)阻抗模型如圖2-7所示：雙饋電機(jī)小信號(hào)模型虛擬同步控制小信號(hào)模型圖2-7直接電壓式虛擬同步機(jī)控制的DFIG轉(zhuǎn)子側(cè)小信號(hào)模型由圖2-7容易看出轉(zhuǎn)子電壓與定子電壓都會(huì)影響定子電流的輸出，為了得到定子電流和電壓的小信號(hào)擾動(dòng)量間的轉(zhuǎn)化過程，可采用化簡(jiǎn)結(jié)構(gòu)框圖的方法計(jì)算，則可以得到直接電壓式虛擬同步機(jī)控制的雙饋電機(jī)轉(zhuǎn)子側(cè)閉環(huán)輸出阻抗為

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號(hào)：3610238