本文關(guān)鍵詞：基于感應(yīng)電動勢動態(tài)前饋補償方案的雙饋電機低電壓穿越研究

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【摘要】：隨著能源危機與環(huán)境問題日益嚴(yán)峻,可持續(xù)發(fā)展的清潔能源備受關(guān)注。風(fēng)能作為當(dāng)今最具規(guī)�；_發(fā)潛力和商業(yè)化應(yīng)用前景的新能源,相關(guān)產(chǎn)業(yè)迅速崛起。近十年,風(fēng)電機組裝機容量在電力系統(tǒng)所占比例不斷攀升,風(fēng)電場的安全穩(wěn)定運行至關(guān)重要,各國紛紛對風(fēng)電場并網(wǎng)提出相應(yīng)的規(guī)范。電網(wǎng)故障時低電壓穿越能力就是對風(fēng)電機組的重要要求之一。雙饋感應(yīng)發(fā)電機以其變頻器容量小,有功、無功可以獨立解耦控制等優(yōu)勢成為風(fēng)電機組的主流機型,然而雙饋機組定子側(cè)與電網(wǎng)直接相連,受電網(wǎng)故障影響大,因此提高雙饋電機的低電壓穿越能力具有重要意義,也一度成為研究熱點�，F(xiàn)有的低電壓穿越技術(shù)主要分為增加硬件電路和改進勵磁控制策略兩種。改進勵磁控制策略以不增加硬件為優(yōu)勢,在故障期間對暫態(tài)過程進行一定控制,以減小轉(zhuǎn)子輸出電流和轉(zhuǎn)矩脈動。針對有限的轉(zhuǎn)子變流器容量,通過改進轉(zhuǎn)子電流指令抵消暫態(tài)過程磁鏈的直流、負(fù)序分量,從而降低勵磁電壓需求,滿足轉(zhuǎn)子側(cè)容量約束,以度過故障期的勵磁控制策略,在低電壓穿越技術(shù)研究中備受青睞。然而若控制器跟蹤能力不夠,改進勵磁策略的控制效果將無法實現(xiàn)。本文針對大功率風(fēng)電機組改進勵磁控制策略的實現(xiàn)為研究內(nèi)容。首先分析雙饋電機的暫態(tài)過程和引起轉(zhuǎn)子側(cè)變流器過壓過流的根本原因。隨后對典型勵磁控制策略進行研究,分析得到有利于實現(xiàn)低電壓穿越的勵磁控制實質(zhì)上均以控制轉(zhuǎn)子電流為目標(biāo),轉(zhuǎn)子電流指令為消除跌落過程磁鏈中的直流、負(fù)序分量,在dq旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下存在工頻和二倍頻交流分量。傳統(tǒng)PI調(diào)節(jié)器面對轉(zhuǎn)子電流指令與感應(yīng)電動勢擾動項在暫態(tài)過程中存在交流分量,大功率風(fēng)電機組開關(guān)頻率低,提高帶寬能力受限等情況,電流環(huán)的跟蹤和抗擾動能力都無法滿足要求。本文基于典型改進電流指令勵磁控制策略的暫態(tài)特性分析,得到感應(yīng)電動勢與轉(zhuǎn)子電流指令存在一定關(guān)系,提出一種感應(yīng)電動勢動態(tài)前饋補償方案,提高對轉(zhuǎn)子電流指令交流分量的跟蹤能力和對感應(yīng)電動勢交流分量的抗擾動能力,并給出動態(tài)前饋系數(shù)的設(shè)計過程。本文選取典型的兩種勵磁控制策略,在大功率風(fēng)機系統(tǒng)下仿真和小功率風(fēng)機平臺下實驗,驗證了感應(yīng)電動勢動態(tài)前饋補償方案是可行有效的。仿真驗證了該方案在反電流跟蹤控制策略中,減小了電磁轉(zhuǎn)矩脈動;在滅磁控制中,加快了轉(zhuǎn)子電流的衰減速率;實驗驗證了前者。從仿真結(jié)果和實驗現(xiàn)象可以看出,感應(yīng)電動勢動態(tài)前饋補償方案能提高對轉(zhuǎn)子電流指令交流分量的跟蹤能力和對感應(yīng)電動勢交流分量的抗擾動能力,盡可能實現(xiàn)勵磁控制策略的控制目標(biāo),充分發(fā)揮控制策略的自身優(yōu)勢。
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TM614

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本文編號：1192498