本文關(guān)鍵詞：雙饋風(fēng)電模型分析及機(jī)群聚合等值技術(shù)研究

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【摘要】：隨著風(fēng)力發(fā)電裝機(jī)容量的不斷增大,風(fēng)速發(fā)生波動(dòng)以及風(fēng)電場(chǎng)發(fā)生的內(nèi)、外部故障對(duì)電網(wǎng)的影響日益顯著。為保證電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行,迫切需要分析風(fēng)電場(chǎng)對(duì)電網(wǎng)的影響,因此,需要深入研究風(fēng)電機(jī)組及風(fēng)電場(chǎng)的模型。雙饋式感應(yīng)發(fā)電機(jī)(Doubly Fed Induction Generator, DFIG)為風(fēng)電場(chǎng)的主流機(jī)型。本文系統(tǒng)地介紹了雙饋風(fēng)電機(jī)組的數(shù)學(xué)模型與控制策略。在此基礎(chǔ)上,通過(guò)零極點(diǎn)配置、頻域分析的方法得到機(jī)、網(wǎng)側(cè)變流控制器參數(shù)的計(jì)算公式。為單機(jī)與等值機(jī)組的控制器參數(shù)計(jì)算提供依據(jù)。在單機(jī)模型的基礎(chǔ)上,對(duì)風(fēng)電場(chǎng)動(dòng)態(tài)建模與等值進(jìn)行了研究。分析機(jī)組各個(gè)參數(shù)等值前后的變化,并給出由單機(jī)參數(shù)到等值參數(shù)的轉(zhuǎn)化公式。對(duì)于電氣與機(jī)械參數(shù),采用容量加權(quán)法；對(duì)于控制器參數(shù),根據(jù)所得到的控制器參數(shù)計(jì)算公式,分別在有名值與標(biāo)幺值情況下,給出控制器參數(shù)的轉(zhuǎn)化公式。并仿真驗(yàn)證了機(jī)群聚合的正確性。Crowbar與去磁控制相結(jié)合的低電壓穿越控制策略,由于可極小化Crowbar投入時(shí)間,并且在電壓跌落時(shí)機(jī)組可發(fā)出無(wú)功功率,因此得到廣泛的關(guān)注與研究。在理論分析電壓跌落期間機(jī)組動(dòng)態(tài)過(guò)程,同時(shí)考慮正、負(fù)、零序分量影響的情況下,建立了DFIG去磁控制模型。通過(guò)提取正、負(fù)零序分量,分別對(duì)定子磁鏈進(jìn)行補(bǔ)償,以保護(hù)轉(zhuǎn)子側(cè)控制器。詳述了去磁控制策略中Crowbar投切判據(jù),為后續(xù)進(jìn)行的機(jī)群劃分提供基礎(chǔ)。風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)部故障引起的區(qū)域性、多風(fēng)電場(chǎng)連鎖脫網(wǎng)事故會(huì)對(duì)電網(wǎng)造成嚴(yán)重影響�；贚VRT去磁控制,以故障后Crowbar投切為機(jī)群劃分依據(jù)。首先,考慮轉(zhuǎn)子側(cè)控制器的影響,并且在不忽略轉(zhuǎn)子電流的情況下,通過(guò)發(fā)電機(jī)狀態(tài)方程計(jì)算故障后、Crowbar投入前這段時(shí)間定子磁鏈。然后,結(jié)合去磁控制的投切判據(jù),計(jì)算轉(zhuǎn)子所需去磁電流,從而判斷Crowbar是否投切,并以此對(duì)風(fēng)電場(chǎng)機(jī)組進(jìn)行分群。分析風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)部故障特點(diǎn),提出了不改變集電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與參數(shù),通過(guò)非線(xiàn)性規(guī)劃確定等值機(jī)組接入集電網(wǎng)絡(luò)的位置。算例與仿真結(jié)果表明,本文所述方法能夠準(zhǔn)確反映故障前后風(fēng)電場(chǎng)特性,為包含風(fēng)電場(chǎng)發(fā)生內(nèi)部故障時(shí)的電網(wǎng)穩(wěn)定分析提供支持。
【關(guān)鍵詞】：風(fēng)電場(chǎng) 雙饋式風(fēng)電機(jī)組 等值建模 去磁控制 內(nèi)部故障
【學(xué)位授予單位】：華北電力大學(xué)(北京)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TM614
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第1章 緒論11-20
• 1.1 課題背景11-13
• 1.1.1 風(fēng)力發(fā)電發(fā)展與趨勢(shì)11-12
• 1.1.2 風(fēng)力發(fā)電技術(shù)所面臨的問(wèn)題與挑戰(zhàn)12-13
• 1.2 風(fēng)力發(fā)電技術(shù)研究現(xiàn)狀13-19
• 1.2.1 風(fēng)電機(jī)組類(lèi)型13-15
• 1.2.2 風(fēng)電機(jī)組低電壓穿越技術(shù)研究現(xiàn)狀15-16
• 1.2.3 風(fēng)電場(chǎng)等值建模技術(shù)研究過(guò)程及現(xiàn)狀16-19
• 1.3 本文的主要工作19-20
• 第2章 雙饋式風(fēng)電機(jī)組數(shù)學(xué)模型、控制策略及控制器參數(shù)計(jì)算20-42
• 2.1 雙饋式風(fēng)電機(jī)組數(shù)學(xué)模型20-24
• 2.1.1 風(fēng)力機(jī)數(shù)學(xué)模型20-21
• 2.1.2 傳動(dòng)鏈數(shù)學(xué)模型21-22
• 2.1.3 發(fā)電機(jī)數(shù)學(xué)模型22-24
• 2.2 雙饋式風(fēng)電機(jī)組控制策略24-34
• 2.2.1 GSC控制策略25-27
• 2.2.2 RSC功率控制模式27-31
• 2.2.3 RSC轉(zhuǎn)矩控制模式31-32
• 2.2.4 RSC轉(zhuǎn)速控制模式32-34
• 2.3 控制器參數(shù)計(jì)算34-41
• 2.3.1 GSC控制參數(shù)計(jì)算34-36
• 2.3.2 RSC功率控制模式控制參數(shù)計(jì)算36-39
• 2.3.3 RSC轉(zhuǎn)矩控制模式控制參數(shù)計(jì)算39-40
• 2.3.4 RSC轉(zhuǎn)速控制模式控制參數(shù)計(jì)算40-41
• 2.4 本章小結(jié)41-42
• 第3章 風(fēng)電場(chǎng)等值機(jī)組參數(shù)計(jì)算方法及仿真驗(yàn)證42-57
• 3.1 風(fēng)電場(chǎng)等值參數(shù)計(jì)算方法42-49
• 3.1.1 風(fēng)速等值42-43
• 3.1.2 傳動(dòng)鏈參數(shù)等值43-44
• 3.1.3 發(fā)電機(jī)參數(shù)等值44-45
• 3.1.4 控制參數(shù)等值45-47
• 3.1.5 集電網(wǎng)絡(luò)等值47-49
• 3.2 單機(jī)模型驗(yàn)證49-53
• 3.2.1 功率模式仿真驗(yàn)證50-52
• 3.2.2 轉(zhuǎn)速模式仿真驗(yàn)證52-53
• 3.3 等值模型驗(yàn)證53-56
• 3.4 本章小結(jié)56-57
• 第4章 基于去磁控制的風(fēng)電機(jī)組LVRT實(shí)現(xiàn)方法57-70
• 4.1 故障期間機(jī)組動(dòng)態(tài)過(guò)程及去磁控制策略57-59
• 4.1.1 電網(wǎng)故障期間DFIG動(dòng)態(tài)過(guò)程57-59
• 4.1.2 去磁控制策略59
• 4.2 去磁控制策略的實(shí)現(xiàn)59-67
• 4.2.1 序分量檢測(cè)60-62
• 4.2.2 控制模型62-67
• 4.3 PSCAD仿真分析67-69
• 4.4 本章小結(jié)69-70
• 第5章 基于去磁控制的風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)部故障等值建模方法70-84
• 5.1 機(jī)群劃分70-76
• 5.1.1 電壓跌落瞬間定子磁鏈計(jì)算71-75
• 5.1.2 轉(zhuǎn)子去磁電流指令計(jì)算75
• 5.1.3 Crowbar投切判斷75-76
• 5.2 內(nèi)部故障時(shí)集電網(wǎng)絡(luò)處理方法76-79
• 5.2.1 風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)部故障特性分析76
• 5.2.2 等值機(jī)組接入位置76-79
• 5.3 算例與仿真79-83
• 5.3.1 風(fēng)電場(chǎng)詳細(xì)模型79
• 5.3.2 風(fēng)電場(chǎng)等值模型79-81
• 5.3.3 仿真驗(yàn)證81-83
• 5.4 本章小結(jié)83-84
• 第6章 結(jié)論與展望84-86
• 6.1 論文工作總結(jié)84-85
• 6.2 后續(xù)工作展望85-86
• 參考文獻(xiàn)86-91
• 攻讀學(xué)位期間取得的成果91-92
• 致謝92

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