本文關(guān)鍵詞：雙饋風力發(fā)電機組并網(wǎng)對系統(tǒng)頻率穩(wěn)定性影響的研究

  更多相關(guān)文章： 頻率穩(wěn)定 雙饋變速發(fā)電機 低電壓穿越 控制策略

【摘要】：目前最為廣泛使用的雙饋感應風電機組(DFIG風電機組),依靠換流器,使得雙饋感應發(fā)電機(DFIG)的轉(zhuǎn)子與電網(wǎng)相接,該結(jié)構(gòu)使得轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速與電網(wǎng)的頻率解耦,系統(tǒng)整個慣量減少,增加了電網(wǎng)一次調(diào)頻的難度,確保風電并網(wǎng)后對系統(tǒng)頻率穩(wěn)定性的影響成為風電研究中重要課題。首先分析了DFIG機組的運行特性,研究了DFIG風電機組主要構(gòu)成和數(shù)學模型；基于PSCAD/EMTDC平臺設計了風力機模型和PWM功率變換器模型以及功率變換器的控制模型；基于滯環(huán)矢量控制技術(shù)、SPWM脈寬調(diào)制技術(shù),給出電網(wǎng)側(cè)變換器的雙閉環(huán)控制策略下的PI控制器的設計；其次在PSCAD/EMTDC仿真平臺下搭建了WSCC (Western Systems Coordinating Council)3機9節(jié)點算例系統(tǒng)和2MW的雙饋感應風力發(fā)電機組模型,仿真研究了等值的DFIG風電機組并入電網(wǎng)后對系統(tǒng)頻率穩(wěn)定性的影響,其中包括DFIG風電機組并網(wǎng)后在風速、電網(wǎng)擾動、風電場容量、旋轉(zhuǎn)備用容量因素的變化對系統(tǒng)頻率的影響；仿真得到當電網(wǎng)側(cè)發(fā)生最嚴重故障或者擾動后對系統(tǒng)頻率產(chǎn)生的波動影響大于風場中所能承受的最大風速波動對頻率的影響,在傳統(tǒng)的DFIG機組中沒有任何頻率控制的模塊,增加同步發(fā)電機旋轉(zhuǎn)備用容量能有效的抑制頻率的大幅波動,也能減輕系統(tǒng)一次調(diào)頻的負擔；最后仿真研究分析了不具備低電壓穿越能力的DFIG機組并網(wǎng)對系統(tǒng)頻率響應的影響,給出了對所采用的原有DFIG風電機組進行改進,利用轉(zhuǎn)子變換器并聯(lián)Active Crowbar電路和直流母線電容器并聯(lián)卸荷電路來保護變流器的方法,并設計了它們各自的控制策略；為了解決在電網(wǎng)故障期間,Crowbar電路的投入,使得系統(tǒng)無功功率的需求增大,影響電網(wǎng)電壓恢復；在網(wǎng)側(cè)變流器的功率容量范圍內(nèi),本文提出了改進原有網(wǎng)側(cè)變流器的無功控制策略,當系統(tǒng)發(fā)生故障時為系統(tǒng)提供無功的支持,幫助電網(wǎng)故障恢復；同時在電網(wǎng)恢復后,還能向電網(wǎng)繼續(xù)發(fā)出無功功率,以助于加快機端電壓恢復,從而實現(xiàn)低電壓穿越中的無功功率要求,最后以改進后的2MW DFIG風電機組為例仿真分析證明了該改進方法有助于電網(wǎng)故障恢復以及加快機端電壓恢復,并同時具有良好的實用性。
【關(guān)鍵詞】：頻率穩(wěn)定 雙饋變速發(fā)電機 低電壓穿越 控制策略
【學位授予單位】：西南交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TM315
【目錄】：

• 摘要6-7
• Abstract7-10
• 第1章 緒論10-16
• 1.1 課題研究背景10-12
• 1.2 課題研究意義12
• 1.3 本課題國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-14
• 1.4 本論文主要研究工作14-16
• 第2章 雙饋感應風電機組的建模與控制原理16-27
• 2.1 DFIG機組的構(gòu)成及其運行原理16-17
• 2.1.1 DFIG機組的構(gòu)成16
• 2.1.2 DFIG機組的運行原理16-17
• 2.2 DFIG機組的建模與控制17-26
• 2.2.1 風力機的模型17-18
• 2.2.2 機械傳動模型18
• 2.2.3 風力機的變槳距控制18-19
• 2.2.4 風電機組的最大功率跟蹤運行19-20
• 2.2.5 雙饋電機建模20-21
• 2.2.6 雙饋電機雙向功率變換器建模與控制21-26
• 2.3 本章小結(jié)26-27
• 第3章 雙饋感應風電機組在PSCAD/EMTDC下的建模與控制器設計27-36
• 3.1 PSCAD/EMTDC下的DFIG風電機組建模27
• 3.2 風力機在PSCAD/EMTDC下的建模27-28
• 3.3 功率變換器在PSCAD/EMTDC下的建模28-32
• 3.3.1 轉(zhuǎn)子側(cè)變換器控制模型設計28-30
• 3.3.2 網(wǎng)側(cè)變換器控制模型設計30-32
• 3.4 PI控制器設計32-35
• 3.4.1 電流內(nèi)環(huán)PI控制器設計32-34
• 3.4.2 電壓外環(huán)PI控制器設計34-35
• 3.5 本章小結(jié)35-36
• 第4章 雙饋感應風力發(fā)電機組并網(wǎng)對系統(tǒng)頻率穩(wěn)定性影響的仿真分析36-45
• 4.1 電力系統(tǒng)的頻率特性36-37
• 4.1.1 頻率靜態(tài)特性36-37
• 4.1.2 頻率動態(tài)特性37
• 4.2 雙饋電機的頻率特性37
• 4.3 對系統(tǒng)頻率影響的仿真分析研究37-44
• 4.3.1 同步發(fā)電機的參數(shù)對系統(tǒng)頻率響應的影響38-40
• 4.3.2 雙饋感應風電機組并入3機9節(jié)點后系統(tǒng)頻率響應40-44
• 4.4 本章小結(jié)44-45
• 第5章 雙饋感應風力發(fā)電機組低電壓穿越能力對系統(tǒng)頻率穩(wěn)定的影響45-54
• 5.1 DFIG機組的低電壓穿越要求45
• 5.2 DFIG風電機組不具備低電壓穿越能力的系統(tǒng)頻率響應45-46
• 5.3 改進DFIG風電機組模型使其具備低電壓穿越能力46-53
• 5.3.1 Crowbar電路和卸荷電路控制策略47
• 5.3.2 無功功率的新控制策略47-49
• 5.3.3 LVRT控制策略仿真分析49-53
• 5.4 本章小結(jié)53-54
• 結(jié)論54-56
• 致謝56-57
• 參考文獻57-60
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文及科研成果60

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1 ;提高云南電網(wǎng)頻率穩(wěn)定性的研究[J];云南電業(yè);2004年11期

2 張曉波;常喜強;王占霞;張新燕;郭虎奎;;基于風電模型的新疆電網(wǎng)頻率穩(wěn)定性研究[J];華東電力;2009年12期

3 S.N.Bagaev;沈乃o，

本文編號：545991