本文關(guān)鍵詞：雙饋風力發(fā)電機高電壓穿越控制策略研究

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【摘要】：雙饋風力發(fā)電機組是目前風場應(yīng)用最為普遍的風電機組,同時也是對電網(wǎng)故障最為敏感的風電機組。風電場所接入的電網(wǎng)通常位于位置偏遠,遠離負荷中心的地區(qū),為容易發(fā)生電網(wǎng)故障的弱電網(wǎng)區(qū)。如果風電場所并入電網(wǎng)出現(xiàn)故障,風電場不具備故障穿越能力,會造成大面積風機脫網(wǎng)。風電機組不能對電網(wǎng)提供頻率及電壓的支撐,將可能會導致一系列的連鎖反應(yīng),對電網(wǎng)和風場的安全穩(wěn)定運行造成嚴重影響。近年來,國內(nèi)外大多關(guān)注于對低電壓穿越(LVRT)的研究,并且取得了一定的科研成果。然而,對于電網(wǎng)電壓驟升下撬棒阻值選取,電磁暫態(tài)過程分析,以及電壓驟升故障對風機軸系的影響,還沒有準確的理論分析和相應(yīng)的控制策略。本文率先對上述高電壓穿越相關(guān)問題,做出理論分析并提出相應(yīng)的控制策略,通過仿真和實驗加以驗證,具體研究內(nèi)容如下：1)電網(wǎng)電壓對稱驟升故障下,提出一種計算方法來準確分析投入撬棒后雙饋電機電磁暫態(tài)過程；對比分析了高穿和低穿時撬棒阻值選取對轉(zhuǎn)子電流電壓峰值,穩(wěn)態(tài)有功(無功)功率,功率脈動,軸系振蕩的影響；分析了高電壓穿越(HVRT)和低電壓穿越(LVRT)故障下選取的最優(yōu)撬棒阻值大小的區(qū)別,并得出結(jié)論。2)電網(wǎng)電壓對稱驟升下,采用磁鏈阻尼控制策略來增強系統(tǒng)穩(wěn)定性,加速暫態(tài)分量的衰減,從源頭抑制轉(zhuǎn)子側(cè)過流過壓,直流母線過電壓,電磁轉(zhuǎn)矩和電機功率的脈動等一系列暫態(tài)問題。并通過MATLAB仿真和11KW雙饋電機實驗平臺進行實驗驗證。3)電網(wǎng)電壓對稱驟升下,采用虛擬阻抗控制策略來調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子電壓與轉(zhuǎn)子反電勢之間的相位關(guān)系,抑制轉(zhuǎn)子側(cè)過流過壓,電磁轉(zhuǎn)矩和電機功率的脈動,并提出一種計算方法來確定虛擬電阻和虛擬電感值的大小。通過MATLAB仿真和11KW雙饋電機實驗平臺進行實驗驗證。4)電網(wǎng)電壓對稱驟升故障過后,會產(chǎn)生長時間的機電暫態(tài)過程,造成風機傳動鏈,轉(zhuǎn)速,有功功率長時間的低頻振蕩。文中提出一種附加阻尼的控制策略來增加系統(tǒng)阻尼,抑制故障后軸系的機械振蕩,結(jié)合小信號分析法對故障后傳動系統(tǒng)的阻尼進行理論分析,通過MATLAB仿真驗證控制策略的有效性。
【關(guān)鍵詞】：電壓驟升 撬棒阻值 磁鏈阻尼 虛擬阻抗 軸系振蕩
【學位授予單位】：合肥工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TM315
【目錄】：

• 致謝7-8
• 摘要8-9
• ABSTRACT9-16
• 第一章 緒論16-22
• 1.1 風電機組具備高電壓穿越能力的必要性16-17
• 1.2 國內(nèi)外研究進展17-20
• 1.2.1 改進雙饋電機機側(cè)和網(wǎng)側(cè)變流器的控制策略17-18
• 1.2.2 增加硬件拓撲的電路的控制18-20
• 1.3 本論文的主要研究內(nèi)容20-22
• 第二章 雙饋風力發(fā)電機建模及控制分析22-29
• 2.1 雙饋風力發(fā)電機數(shù)學模型22-26
• 2.1.1 雙饋電機在三相靜止坐標系下的數(shù)學模型22-23
• 2.1.2 雙饋電機在兩相靜止坐標系下的數(shù)學模型23-24
• 2.1.3 雙饋電機在兩相同步旋轉(zhuǎn)坐標系下的數(shù)學模型24-26
• 2.2 雙饋風力發(fā)電機的閉環(huán)控制結(jié)構(gòu)26-28
• 2.3 小結(jié)28-29
• 第三章 高電壓穿越和低電壓穿越撬棒阻值選取差異29-40
• 3.1 投入撬棒后雙饋風力發(fā)電機數(shù)學模型29-30
• 3.2 投入撬棒后雙饋風力發(fā)電機電磁暫態(tài)過程分析30-35
• 3.2.1 定轉(zhuǎn)子電流強迫分量計算30-31
• 3.2.2 定轉(zhuǎn)子暫態(tài)電流計算31-33
• 3.2.3 電機參數(shù)對暫態(tài)衰減時間常數(shù)的影響33-35
• 3.3 高電壓穿越和低電壓穿越撬棒阻值選取差異35-39
• 3.4 小結(jié)39-40
• 第四章 電壓驟升故障下電磁暫態(tài)過程抑制控制策略40-56
• 4.1 電網(wǎng)電壓驟升下DFIG暫態(tài)分析40-43
• 4.2 磁鏈阻尼控制策略43-48
• 4.2.1 系統(tǒng)穩(wěn)定性分析43
• 4.2.2. 磁鏈阻尼控制策略43-46
• 4.2.3 仿真結(jié)果及分析46-48
• 4.3 虛擬阻抗控制策略48-54
• 4.3.1 傳統(tǒng)控制策略下轉(zhuǎn)子電流控制結(jié)構(gòu)分析48-49
• 4.3.2 虛擬阻抗控制策略下轉(zhuǎn)子電流控制結(jié)構(gòu)分析49-51
• 4.3.3 虛擬阻抗控制策略機理分析51-53
• 4.3.4 仿真結(jié)果及分析53-54
• 4.4 小結(jié)54-56
• 第五章 雙饋風電機組軸系振蕩抑制控制策略56-66
• 5.1 風機傳動鏈模型56-58
• 5.2 電網(wǎng)電壓驟升下軸系振蕩抑制控制策略58-63
• 5.2.1 基于兩質(zhì)量塊模型的傳統(tǒng)速度閉環(huán)控制59-60
• 5.2.2 帶附加阻尼補償?shù)乃俣乳]環(huán)控制結(jié)構(gòu)60-61
• 5.2.3 系統(tǒng)穩(wěn)定性和衰減特性分析61-63
• 5.3 仿真分析63-65
• 5.4 結(jié)論65-66
• 第六章 高電壓穿越控制策略實驗研究66-74
• 6.1 硬件系統(tǒng)簡介66-69
• 6.1.1 主電路系統(tǒng)66-67
• 6.1.2 控制電路系統(tǒng)67-69
• 6.2 軟件系統(tǒng)構(gòu)成69-71
• 6.3 實驗結(jié)果71-73
• 6.3.1 磁鏈阻尼控制策略實驗結(jié)果71-72
• 6.3.2 虛擬阻抗控制策略實驗結(jié)果72-73
• 6.4 小結(jié)73-74
• 第七章 總結(jié)和展望74-75
• 7.1 總結(jié)74
• 7.2 展望74-75
• 參考文獻75-79
• 附錄一 公式中參數(shù)表達式79-81
• 攻讀碩士論文期間發(fā)表的論文81

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中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

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