【摘要】：隨著風(fēng)電并入電網(wǎng)的比例變得越來越高,風(fēng)電對電網(wǎng)的穩(wěn)定性所產(chǎn)生影響越發(fā)明顯起來。直驅(qū)永磁風(fēng)電機(jī)組具有很多有優(yōu)點(diǎn),它具有高效的能量轉(zhuǎn)換能力,能有效的隔離風(fēng)電機(jī)組和電網(wǎng)使兩者能夠分別獨(dú)立運(yùn)行,是當(dāng)今最有發(fā)展前途風(fēng)力發(fā)電方式之一。 直驅(qū)永磁風(fēng)電機(jī)組由于沒有了變速齒輪箱,因此減少了運(yùn)營成本。文中通過建立直驅(qū)永磁風(fēng)電機(jī)組的數(shù)學(xué)模型和仿真模型,研究了基于轉(zhuǎn)子磁場定向的直驅(qū)永磁同步風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)矢量控制策略,確立整個(gè)風(fēng)電機(jī)組的控制系統(tǒng)構(gòu)造。 利用PSCAD/EMTDC仿真平臺構(gòu)建直驅(qū)永磁風(fēng)電機(jī)組的仿真模型,對其實(shí)際運(yùn)行于不同風(fēng)況下的情況作了仿真分析,證明了該仿真模型可以用于機(jī)組的模擬運(yùn)行。 在電網(wǎng)電壓發(fā)生單相短路接地故障時(shí),將陷波器加入傳統(tǒng)鎖相環(huán)控制算法中,該改進(jìn)的鎖相環(huán)實(shí)現(xiàn)了對電網(wǎng)電壓相位的跟蹤,并且動態(tài)響應(yīng)快、精度高。提出了雙電流閉環(huán)控制策略進(jìn)行仿真驗(yàn)證,該控制策略能夠有效地抑制直流母線電壓的升高,實(shí)現(xiàn)直驅(qū)永磁同步風(fēng)力發(fā)電機(jī)組在電網(wǎng)發(fā)生單相跌落時(shí)不脫網(wǎng)運(yùn)行,保證了風(fēng)電機(jī)組的運(yùn)行的穩(wěn)定性。
【圖文】：

(1)風(fēng)輪；（2)機(jī)械傳動系統(tǒng)；（3)永磁同步發(fā)電機(jī)；（4)全功率變流器。直驅(qū)永磁同步風(fēng)電機(jī)組的原理結(jié)構(gòu)主要由圖2-1所示的部分組成。在直驅(qū)永磁風(fēng)電機(jī)組中，風(fēng)力機(jī)與永磁同步發(fā)電機(jī)直接連接,取消的齒輪箱的使用。風(fēng)能在直驅(qū)永磁風(fēng)電機(jī)組中的變化是首先通過葉片轉(zhuǎn)動成為機(jī)械能，機(jī)械能帶動發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)后轉(zhuǎn)化為交流電；輸出的交流電由機(jī)側(cè)變流器整流成為直流電；直流電再通過逆變器的逆變作用轉(zhuǎn)化為和電網(wǎng)同頻率的交流電輸送至電網(wǎng)。背靠背雙PWM變流器 機(jī)鉞丨in Xn L 電網(wǎng)風(fēng)速 H力叫轉(zhuǎn)知-tlk傳L——— ,/4 ； /// ；模型—一r-T77-^.y槳一沍十 I—_ - V ：I獎距角I 丨 ,護(hù)■制““  一 發(fā)電機(jī)側(cè)整流器I電網(wǎng)側(cè)逆變器i^” 控制模塊 控制模塊i圖2-1直驅(qū)永磁風(fēng)電機(jī)組原理構(gòu)造圖2.2系統(tǒng)模型2.2.1風(fēng)速模型因?yàn)轱L(fēng)的隨機(jī)性，所以到目前為止還沒有有效的手段能控制風(fēng)的變化，通常是利用風(fēng)的四種模擬分量模型組合進(jìn)行風(fēng)況的模擬，四種模型為：基本風(fēng)、陣風(fēng)、漸變風(fēng)、隨機(jī)風(fēng)[27_。(1)基本風(fēng)基本風(fēng)在風(fēng)電機(jī)組的正常運(yùn)行中是一直存在的，反映了風(fēng)電場某段時(shí)間內(nèi)的平均風(fēng)速變化情況：V^., = A*r(l+l/K) (2-1)A為Weibull分布尺度參數(shù)，K為Weibull分布形狀參數(shù)，r(*)為伽馬函數(shù)。(2)陣風(fēng)陣風(fēng)用來描述風(fēng)速的波動變化情況

；l+0.08y^ /?' + !當(dāng)P、A取值不同時(shí)，曲線如圖2-2所示。從圖2-2中可以看出，當(dāng)P為定值時(shí)，只有一個(gè)可以令Cp為最大的入值，稱其為最佳葉尖速比A。pt,這時(shí)也是最佳轉(zhuǎn)速O0。pt和最佳風(fēng)能利用系數(shù)Cpma)c的取值。葉尖速比無論為何值時(shí)，，總是0°的槳距角時(shí)Cp最大，之后，會隨著槳距角P的減小Cp也會隨之減小。因此令風(fēng)輪轉(zhuǎn)速跟隨風(fēng)速變化才能獲得最佳葉尖速比。0.5， 1-^^max P — 0。0.4 — —— -01. , " = 2^‘-U. I -1 ? 1 \ ！ ^ 1 1 1 ‘ ^ 0 2 4 6 8 10 12 14 16X圖2-2風(fēng)機(jī)的Cp-人曲線2.2.3傳動系統(tǒng)模型在直驅(qū)型風(fēng)電機(jī)組中，風(fēng)輪與發(fā)電機(jī)之間連接部分?
【學(xué)位授予單位】：華北電力大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TM315

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2568772