本文關(guān)鍵詞：永磁直驅(qū)式同步風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)低電壓穿越技術(shù)的研究

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【摘要】：風(fēng)能作為目前性價比較高的清潔型可再生能源之一,其開發(fā)利用已受到全世界的關(guān)注,市場前景廣闊。在各國大力發(fā)展風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的趨勢下,發(fā)現(xiàn)電壓跌落將對整個風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)造成很大的危害,因此低電壓穿越的問題已逐漸成為全世界的研究熱點。許多國家根據(jù)本國的實際的風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的研究現(xiàn)狀制定相關(guān)的準(zhǔn)則,以解決低電壓穿越技術(shù)中出現(xiàn)的問題。本文主要圍繞永磁直驅(qū)式同步風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的低電壓穿越技術(shù)進行研究,主要工作如下:1、在d、q旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下建立了系統(tǒng)主要組成部分的數(shù)學(xué)模型。其中機側(cè)整流器采用轉(zhuǎn)子磁鏈?zhǔn)噶靠刂?網(wǎng)側(cè)逆變器采用電網(wǎng)電壓矢量控制。2、針對電網(wǎng)電壓跌落50%、80%兩種情況,對系統(tǒng)進行仿真并分析了電壓跌落時系統(tǒng)的運行機理和對系統(tǒng)中變流器部分造成的過流過壓危害。3、采用了在直流母線環(huán)節(jié)加入耗能Crowbar電路和網(wǎng)側(cè)采取無功補償?shù)目刂撇呗?并運用Matlab/simulink軟件進行仿真、分析。從系統(tǒng)的仿真波形圖可以看出,當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生電網(wǎng)電壓對稱跌落故障時,采用的保護策略可以使系統(tǒng)很好的控制直流母線電壓,并向電網(wǎng)提供無功補償,支持了電網(wǎng)的恢復(fù)。4、當(dāng)永磁直驅(qū)同步風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)運行在電網(wǎng)不對稱跌落故障時,由于網(wǎng)側(cè)電壓會產(chǎn)生負序分量,且在網(wǎng)側(cè)和直流側(cè)均會產(chǎn)生二倍頻擾動,傳統(tǒng)的控制策略無法使網(wǎng)側(cè)電壓的正負序分離,此時網(wǎng)側(cè)d、q軸電壓會產(chǎn)生二倍頻擾動,使系統(tǒng)不夠穩(wěn)定。所以本文采取了二階廣義積分器鎖相環(huán)(SOGI-PLL)取代原有的傳統(tǒng)鎖相環(huán),運用SOGI-PLL可以實現(xiàn)網(wǎng)側(cè)電壓的正負序分離。仿真結(jié)果證明,提出的二階廣義積分器鎖相環(huán)不僅可以消除網(wǎng)側(cè)d、q軸電壓的二倍頻擾動,而且可以改善直流母線電壓的波動。綜合以上研究內(nèi)容,本文在電網(wǎng)對稱跌落和不對稱跌落時所提出的保護策略可以較好的實現(xiàn)系統(tǒng)的低電壓穿越技術(shù)。
【關(guān)鍵詞】：風(fēng)力發(fā)電 永磁同步發(fā)電機 低電壓穿越 撬棒電路 二階廣義積分器
【學(xué)位授予單位】：西安建筑科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TM614
【目錄】：

• 摘要3-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-19
• 1.1 風(fēng)力發(fā)電研究背景和意義9-10
• 1.2 國內(nèi)外風(fēng)力發(fā)電發(fā)展現(xiàn)狀10-12
• 1.2.1 國外風(fēng)力發(fā)電發(fā)展10-11
• 1.2.2 國內(nèi)風(fēng)力發(fā)電發(fā)展11-12
• 1.3 風(fēng)力發(fā)電機組的主要機型12-13
• 1.3.1 恒速恒頻風(fēng)力發(fā)電機組12
• 1.3.2 變速恒頻雙饋風(fēng)力發(fā)電機組12-13
• 1.3.3 變速恒頻直驅(qū)式風(fēng)力發(fā)電機組13
• 1.4 低電壓穿越技術(shù)13-16
• 1.4.1 低電壓穿越概念14
• 1.4.2 低電壓穿越技術(shù)國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀14-15
• 1.4.3 直驅(qū)式風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)低電壓穿越技術(shù)研究現(xiàn)狀15-16
• 1.5 本論文研究內(nèi)容16-19
• 2 直驅(qū)同步風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)建模與控制策略19-37
• 2.1 風(fēng)力機模型與分析19-25
• 2.1.1 風(fēng)能的計算19-20
• 2.1.2 風(fēng)力機的基本理論20-22
• 2.1.3 風(fēng)力機的運行特性與分析22-23
• 2.1.4 風(fēng)力機的建模23-25
• 2.2 直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電變流器主要拓撲結(jié)構(gòu)分析25-27
• 2.2.1 不可控整流器+交錯Boost電路+PWM逆變器25-26
• 2.2.2 背靠背雙PWM變流器26-27
• 2.3 基于背靠背雙PWM變流器的數(shù)學(xué)模型27-30
• 2.3.1 永磁同步電機數(shù)學(xué)模型27-28
• 2.3.2 網(wǎng)側(cè)逆變器的數(shù)學(xué)模型28-29
• 2.3.3 直流母線環(huán)節(jié)的數(shù)學(xué)模型29-30
• 2.4 基于背靠背雙PWM變流器的控制策略和仿真30-37
• 2.4.1 機側(cè)變流器的控制策略分析31-32
• 2.4.2 網(wǎng)側(cè)變流器的控制策略分析32-37
• 3 直驅(qū)同步風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)電壓跌落特性的分析與仿真37-47
• 3.1 電網(wǎng)電壓跌落描述37-38
• 3.2 風(fēng)電系統(tǒng)的直流母線環(huán)節(jié)電壓跌落特性響應(yīng)分析38-40
• 3.3 風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的電壓跌落特性仿真40-47
• 3.3.1 跌落 50%時電壓跌落特性分析40-43
• 3.3.2 跌落 80%時電壓跌落特性分析43-47
• 4 對稱電網(wǎng)故障下直驅(qū)同步風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)低電壓穿越技術(shù)特性47-61
• 4.1 低電壓穿越技術(shù)分析47-51
• 4.1.1 直流母線環(huán)節(jié)增加保護電路來實現(xiàn)LVRT的方法47-50
• 4.1.2 基于網(wǎng)側(cè)變流器的無功補償來實現(xiàn)LVRT的方法50-51
• 4.2 電網(wǎng)電壓跌落時風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)建模與仿真51-61
• 5 不對稱電網(wǎng)故障下直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)低電壓穿越技術(shù)特性61-71
• 5.1 采用與對稱跌落相同控制策略時系統(tǒng)低電壓穿越技術(shù)仿真分析61-64
• 5.2 基于二階廣義積分器鎖相環(huán)的設(shè)計64-66
• 5.2.1 二階廣義積分器的概述64-65
• 5.2.2 二階廣義積分器鎖相環(huán)的設(shè)計65-66
• 5.3 基于SOGI-PLL的不對稱跌落系統(tǒng)低電壓穿越技術(shù)仿真分析66-71
• 6 總結(jié)與展望71-73
• 6.1 總結(jié)71-72
• 6.2 展望72-73
• 參考文獻73-77
• 致謝77-79
• 附錄 作者在攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及獲獎情況79

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本文編號：959718