本文關(guān)鍵詞：電網(wǎng)諧波環(huán)境下雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)控制技術(shù)研究

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【摘要】：伴隨著我國(guó)風(fēng)電事業(yè)如火如茶的發(fā)展,我國(guó)的風(fēng)電開(kāi)發(fā)模式也逐漸從單-的“建設(shè)大基地,集中并入大電網(wǎng)”走向“集中并入”與“分散式接入”協(xié)調(diào)發(fā)展的多元化模式。分散式風(fēng)電接入面臨的一個(gè)巨大問(wèn)題就是配電網(wǎng)本身較薄弱,諧波、不對(duì)稱、電壓降落、電壓閃變等問(wèn)題突出,因此研究非理想電網(wǎng)條件下風(fēng)電機(jī)組的安全、穩(wěn)定、高性能運(yùn)行成為風(fēng)電研究領(lǐng)域新的具有挑戰(zhàn)性且極具現(xiàn)實(shí)意義的研究方向。本文以與電網(wǎng)相連的雙饋感應(yīng)發(fā)電機(jī)(DFIG)在全風(fēng)速與電網(wǎng)諧波環(huán)境下的控制為主線,從理論分析、數(shù)學(xué)建模、數(shù)字仿真三方面進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。(1)研究了全風(fēng)速時(shí)以“額定風(fēng)速下追蹤最大風(fēng)能、額定定風(fēng)速上限制機(jī)組轉(zhuǎn)速功率不越限”為控制目標(biāo)的雙饋風(fēng)機(jī)控制策略,從變槳、變流協(xié)調(diào)控制角度闡述了不同發(fā)電機(jī)控制模式所應(yīng)具有的不同變槳控制模式。(2)建立了理想電網(wǎng)環(huán)境與電網(wǎng)諧波環(huán)境下,三相靜止abc坐標(biāo)系與兩相旋轉(zhuǎn)dq坐標(biāo)系下DFIG機(jī)側(cè)與網(wǎng)側(cè)變流器(GSC)的精確數(shù)學(xué)模型。評(píng)估了電網(wǎng)諧波對(duì)DFIG風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行性能的影響。(3)重點(diǎn)研究了改善電網(wǎng)諧波環(huán)境下運(yùn)行性能的控制策略改進(jìn)等工作。包括：1)總結(jié)歸納現(xiàn)有改善電網(wǎng)諧波環(huán)境下運(yùn)行性能的控制策略,并對(duì)比分析其各自特點(diǎn)與優(yōu)劣性。2)提出諧波環(huán)境下考慮轉(zhuǎn)子電壓、電流耦合的改進(jìn)控制策略與實(shí)現(xiàn)方法。3)研究了電網(wǎng)諧波環(huán)境下改進(jìn)控制策略中PI與PI-R電流控制器的設(shè)計(jì)方法,使控制器能對(duì)基波與典型諧波產(chǎn)生較大的控制增益。4)基于PSCAD/EMTDC仿真平臺(tái),對(duì)同一雙饋風(fēng)電機(jī)組模型在相同的電網(wǎng)諧波環(huán)境下機(jī)側(cè)變流器分別采用傳統(tǒng)控制策略、未加補(bǔ)償?shù)腜1-R電流控制器控制策略、加入補(bǔ)償?shù)腜I-R電流控制器改進(jìn)控制策略進(jìn)行建模仿真,驗(yàn)證了改進(jìn)控制策略的正確性和有效性。
【關(guān)鍵詞】：雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī) 變流/變槳協(xié)調(diào)控制 諧波 PSCAD/EMTDC
【學(xué)位授予單位】：華北電力大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TM315
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 緒論9-17
• 1.1 課題研究背景9-13
• 1.1.1 我國(guó)風(fēng)力發(fā)電的發(fā)展與趨勢(shì)9-10
• 1.1.2 非理想電網(wǎng)環(huán)境下風(fēng)電機(jī)組面臨的挑戰(zhàn)與要求10-11
• 1.1.3 風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)類型11-13
• 1.2 風(fēng)力發(fā)電控制技術(shù)研究現(xiàn)狀13-16
• 1.2.1 雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)的傳統(tǒng)控制策略13-14
• 1.2.2 電網(wǎng)諧波環(huán)境下雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)的控制策略14-16
• 1.3 本文的主要工作16-17
• 第2章 雙饋風(fēng)電機(jī)組數(shù)學(xué)模型與控制技術(shù)17-40
• 2.1 風(fēng)力機(jī)特性與模型17-20
• 2.1.1 風(fēng)力機(jī)運(yùn)行特性18
• 2.1.2 風(fēng)力機(jī)最大風(fēng)能追蹤原理18-20
• 2.2 雙饋感應(yīng)發(fā)電機(jī)(DFIG)的數(shù)學(xué)模型20-26
• 2.2.1 三相靜止abc坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型20-23
• 2.2.2 兩相同步速旋轉(zhuǎn)dq坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型23-26
• 2.3 網(wǎng)側(cè)變流器(GSC)數(shù)學(xué)模型26-28
• 2.3.1 三相靜止abc坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型26-27
• 2.3.2 兩相同步速旋轉(zhuǎn)dq坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型27-28
• 2.4 全風(fēng)況下雙饋風(fēng)電機(jī)組的變流/變槳協(xié)調(diào)控制策略28-40
• 2.4.1 風(fēng)電機(jī)組全風(fēng)況運(yùn)行區(qū)域與總體控制方案28-32
• 2.4.2 發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速控制模式下的變流/變槳協(xié)調(diào)控制策略32-33
• 2.4.3 發(fā)電機(jī)功率控制模式下的變流/變槳協(xié)調(diào)控制策略33-36
• 2.4.4 發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)矩控制模式下的變流/變槳協(xié)調(diào)控制策略36-37
• 2.4.5 仿真驗(yàn)證37-40
• 第3章 電網(wǎng)諧波環(huán)境下雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)建模40-48
• 3.1 電網(wǎng)諧波環(huán)境下雙饋型感應(yīng)發(fā)電機(jī)(DFIG)動(dòng)態(tài)建模40-46
• 3.1.1 考慮諧波時(shí)雙饋型感應(yīng)發(fā)電機(jī)(DFIG)的電壓與磁鏈方程42-43
• 3.1.2 考慮諧波時(shí)雙饋型感應(yīng)發(fā)電機(jī)(DFIG)的功率與電磁轉(zhuǎn)矩方程43-46
• 3.2 電網(wǎng)諧波環(huán)境下網(wǎng)側(cè)變流器(GSC)動(dòng)態(tài)建模46-48
• 3.2.1 考慮諧波時(shí)網(wǎng)側(cè)變流器(GSC)的電壓方程46
• 3.2.2 考慮諧波時(shí)網(wǎng)側(cè)變流器(GSC)的有功、無(wú)功功率方程46-48
• 第4章 電網(wǎng)諧波環(huán)境下DFIG控制策略48-76
• 4.1 DFIG控制目標(biāo)48-51
• 4.1.1 目標(biāo)148-49
• 4.1.2 目標(biāo)249
• 4.1.3 目標(biāo)349-50
• 4.1.4 目標(biāo)450-51
• 4.2 電網(wǎng)諧波環(huán)境下DFIG常用控制方法的分類與其不足51-55
• 4.2.1 基于多重旋轉(zhuǎn)dq坐標(biāo)系下PI電流控制器的控制策略51-52
• 4.2.2 基于dq坐標(biāo)系下PI-R電流控制器的控制策略52-54
• 4.2.3 兩種控制策略的對(duì)比54-55
• 4.3 電網(wǎng)諧波環(huán)境下DFIG改進(jìn)控制策略55-62
• 4.3.1 基于多重旋轉(zhuǎn)dq坐標(biāo)系下PI電流控制器的改進(jìn)控制策略55-60
• 4.3.2 基于dq坐標(biāo)系下PI-R電流控制器的改進(jìn)控制策略60-62
• 4.4 PI與PI-R電流控制器的設(shè)計(jì)方法62-67
• 4.4.1 PI電流控制器的設(shè)計(jì)方法62-64
• 4.4.2 PI-R電流控制器的設(shè)計(jì)方法64-67
• 4.5 仿真驗(yàn)證67-76
• 第5章 結(jié)論及展望76-78
• 5.1 論文工作總結(jié)76-77
• 5.2 后續(xù)工作展望77-78
• 參考文獻(xiàn)78-83
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及參加的科研工作83-84
• 致謝84

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前4條

1 劉其輝;賀益康;趙仁德;;交流勵(lì)磁變速恒頻風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的運(yùn)行與控制[J];電工技術(shù)學(xué)報(bào);2008年01期

2 王云飛;王智冬;;內(nèi)蒙古東部千萬(wàn)千瓦級(jí)風(fēng)電基地開(kāi)發(fā)外送方案[J];能源技術(shù)經(jīng)濟(jì);2012年03期

3 何玉林;任海軍;金鑫;楊顯剛;;基于間接轉(zhuǎn)矩控制的風(fēng)電機(jī)組功率測(cè)控平臺(tái)[J];太陽(yáng)能學(xué)報(bào);2011年02期

4 李麗珍;王浩宇;鞏鑫磊;曹露;史學(xué)峰;韓震;;分散式接入風(fēng)電項(xiàng)目環(huán)境影響評(píng)價(jià)要點(diǎn)分析[J];能源與節(jié)能;2013年06期

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本文編號(hào)：678900