本文關(guān)鍵詞：基于串聯(lián)型DVR的雙饋風(fēng)電機(jī)組低電壓穿越研究

  更多相關(guān)文章： 雙饋型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組 矢量控制 電網(wǎng)故障 準(zhǔn)PR控制器 DVR 低電壓穿越

【摘要】：隨著風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展,利用風(fēng)能資源發(fā)電在電力生產(chǎn)中所占的比例越來越大,大容量風(fēng)電機(jī)組規(guī)�；⒕W(wǎng)對(duì)電網(wǎng)穩(wěn)定性有著很大的沖擊,電網(wǎng)對(duì)風(fēng)電機(jī)組低電壓穿越(Low Voltage Ride Through,LVRT)能力提出了越來越嚴(yán)格的要求。作為目前風(fēng)力發(fā)電主流機(jī)型雙饋異步發(fā)電機(jī)(Doubly-fed Induction Generator,DFIG)在承受電網(wǎng)故障時(shí)有一定缺陷,主要表現(xiàn)為定子直接并網(wǎng),易受電網(wǎng)故障影響,而轉(zhuǎn)子側(cè)變頻器容量相對(duì)較小,應(yīng)對(duì)電網(wǎng)故障時(shí)對(duì)DFIG控制能力受限,所以要著力改善雙饋風(fēng)電機(jī)組低電壓穿越能力。本文采用了一種有源實(shí)時(shí)補(bǔ)償裝置動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)器(Dynamic Voltage Restorer,DVR)輔助DFIG實(shí)現(xiàn)各種低電壓穿越方案,在電網(wǎng)電壓跌落時(shí),DVR對(duì)DFIG端口電壓進(jìn)行完全補(bǔ)償,使機(jī)端電壓始終維持在正常水平,有效地抑制電磁暫態(tài)沖擊,是一種理想的從根源解決電網(wǎng)故障方案。在理想電網(wǎng)條件下,介紹了雙饋風(fēng)電機(jī)組的基本工作原理和雙饋電機(jī)數(shù)學(xué)模型,并根據(jù)變換器數(shù)學(xué)模型建立了傳統(tǒng)基于PI控制器的轉(zhuǎn)子側(cè)變換器定子磁鏈定向,網(wǎng)側(cè)變換器定子電壓定向的矢量控制策略。分析了準(zhǔn)比例諧振控制器(Proportional Resonant,PR)特性,并構(gòu)建了基于準(zhǔn)PR控制器的轉(zhuǎn)子側(cè)和網(wǎng)側(cè)變換器的矢量控制系統(tǒng),簡(jiǎn)化了電流環(huán)控制的復(fù)雜性。其次介紹了DVR系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成和數(shù)學(xué)模型;對(duì)逆變單元采用基于準(zhǔn)PR控制器的復(fù)合控制策略,保證對(duì)電壓補(bǔ)償參考量的精確跟蹤及跌落電壓的完全補(bǔ)償;對(duì)雙向DC/DC變換器的控制維持直流電壓穩(wěn)定。文中的求導(dǎo)???dq電壓檢測(cè)法確保了DVR快速切入,新型諧振調(diào)節(jié)器的正負(fù)序分離方法能夠?qū)崟r(shí)判斷電壓跌落程度和平衡度。通過MATLAB/Simulink軟件平臺(tái)建立了并網(wǎng)2MW雙饋式風(fēng)電機(jī)組及串聯(lián)型三單相DVR仿真模型。文中根據(jù)電網(wǎng)故障類型分別探討了瞬態(tài)三相電壓對(duì)稱跌落、不平衡和嚴(yán)重不對(duì)稱跌落對(duì)DFIG的影響,并對(duì)應(yīng)的在DVR的串聯(lián)補(bǔ)償下DFIG不脫網(wǎng)運(yùn)行特性進(jìn)行了仿真分析。整個(gè)故障過程勵(lì)磁電流仍可控,發(fā)電機(jī)組仍能平穩(wěn)輸出有功、無功功率;在故障初始及恢復(fù)時(shí)刻,各電磁量暫態(tài)分量得到了有效限制,滿足國(guó)家并網(wǎng)準(zhǔn)則,風(fēng)電機(jī)組外圍采用串聯(lián)型DVR能夠增強(qiáng)風(fēng)電機(jī)組低電壓穿越能力。最后驗(yàn)證了準(zhǔn)PR控制器和DVR的配合實(shí)現(xiàn)指定諧波補(bǔ)償功能,對(duì)減輕電網(wǎng)諧波污染和延長(zhǎng)風(fēng)電機(jī)組壽命具有重要意義。
【關(guān)鍵詞】：雙饋型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組 矢量控制 電網(wǎng)故障 準(zhǔn)PR控制器 DVR 低電壓穿越
【學(xué)位授予單位】：內(nèi)蒙古工業(yè)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3-4
• Abstract4-8
• 第一章 緒論8-15
• 1.1 課題研究的背景及意義8-9
• 1.2 電網(wǎng)典型故障類型9
• 1.3 風(fēng)力發(fā)電機(jī)組低電壓穿越的標(biāo)準(zhǔn)要求9-11
• 1.4 國(guó)內(nèi)外DFIG低電壓穿越研究現(xiàn)狀11-14
• 1.4.1 改進(jìn)DFIG控制策略11
• 1.4.2 轉(zhuǎn)子側(cè)硬件保護(hù)方案11-12
• 1.4.3 直流側(cè)硬件保護(hù)方案12-13
• 1.4.4 串聯(lián)網(wǎng)側(cè)變換器方案13
• 1.4.5 動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)器方案13-14
• 1.5 本文研究?jī)?nèi)容14-15
• 第二章 理想電網(wǎng)條件下雙饋式風(fēng)電機(jī)組的運(yùn)行與控制15-34
• 2.1 雙饋式風(fēng)電機(jī)組基本運(yùn)行原理15-16
• 2.2 雙饋式風(fēng)力發(fā)電機(jī)數(shù)學(xué)模型16-20
• 2.2.1 三相靜止坐標(biāo)系數(shù)學(xué)模型16-18
• 2.2.2 兩相同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系數(shù)學(xué)模型18-20
• 2.3 網(wǎng)側(cè)PWM變換器的矢量控制20-27
• 2.3.1 網(wǎng)側(cè)PWM變換器模型21-22
• 2.3.2 網(wǎng)側(cè)變換器傳統(tǒng)PI矢量控制22-23
• 2.3.3 比例諧振（PR）控制器及其特性23-26
• 2.3.4 網(wǎng)側(cè)變換器改進(jìn)的準(zhǔn)PR矢量控制26-27
• 2.4 轉(zhuǎn)子側(cè)PWM變換器的矢量控制27-31
• 2.4.1 轉(zhuǎn)子側(cè)變換器傳統(tǒng)PI矢量控制27-29
• 2.4.2 轉(zhuǎn)子側(cè)變換器改進(jìn)的準(zhǔn)PR矢量控制29-31
• 2.5 仿真與分析31-33
• 2.6 本章小結(jié)33-34
• 第三章 動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)器基本原理及運(yùn)行控制策略34-45
• 3.1 DFIG-DVR拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)34-35
• 3.2 DVR數(shù)學(xué)模型35
• 3.3 DVR運(yùn)行控制35-43
• 3.3.1 DVR補(bǔ)償策略36-37
• 3.3.2 DVR逆變單元控制策略37-42
• 3.3.3 DVR直流電壓控制策略42-43
• 3.4 仿真與分析43-44
• 3.5 本章小結(jié)44-45
• 第四章 電網(wǎng)電壓特征量檢測(cè)45-53
• 4.1 電壓幅值和相角檢測(cè)方法45-49
• 4.1.1 三相abc-dq的派克變換45-46
• 4.1.2 構(gòu)造虛擬三相的dq檢測(cè)法46
• 4.1.3 單相求導(dǎo)法的 αβ-dq變換46-49
• 4.2 基波電壓正負(fù)序分離方法49-52
• 4.2.1 不對(duì)稱電壓的描述49-50
• 4.2.2 基于諧振控制器的正負(fù)序分離方法50-52
• 4.3 本章小結(jié)52-53
• 第五章 DVR提高雙饋風(fēng)電機(jī)組低電壓穿越仿真分析53-68
• 5.1 三相電網(wǎng)電壓對(duì)稱跌落對(duì)DFIG風(fēng)電系統(tǒng)運(yùn)行的影響53-54
• 5.2 三相對(duì)稱故障下低電壓穿越仿真結(jié)果分析54-57
• 5.3 電網(wǎng)電壓不平衡或不對(duì)稱跌落對(duì)DFIG風(fēng)電系統(tǒng)運(yùn)行的影響57-65
• 5.3.1 三相電網(wǎng)電壓不平衡對(duì)DFIG風(fēng)電系統(tǒng)運(yùn)行的影響57-59
• 5.3.2 三相電網(wǎng)電壓不平衡故障穿越仿真結(jié)果分析59-62
• 5.3.3 嚴(yán)重瞬態(tài)不對(duì)稱故障對(duì)DFIG風(fēng)電系統(tǒng)運(yùn)行的影響62-63
• 5.3.4 嚴(yán)重瞬態(tài)不對(duì)稱故障穿越仿真結(jié)果分析63-65
• 5.4 電網(wǎng)電壓諧波補(bǔ)償仿真分析65-67
• 5.5 本章小結(jié)67-68
• 結(jié)論68-69
• 參考文獻(xiàn)69-72
• 致謝72-73
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及研究成果73

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本文編號(hào)：856498