本文關(guān)鍵詞： 雙饋發(fā)電機 不平衡電壓 諧振控制 矢量控制 直接功率控制　出處：《北京交通大學》2017年博士論文　論文類型：學位論文

【摘要】：隨著風電裝機容量的不斷增加及其在電力系統(tǒng)中比重的加大,各國電網(wǎng)運行商開始出臺相應(yīng)的風電并網(wǎng)指導(dǎo)規(guī)范,對風電機組的電壓適應(yīng)運行能力做出了明確的技術(shù)規(guī)定。然而,受限于我國的風電場集中區(qū)域與負荷中心區(qū)域處于不均衡分布狀態(tài),風電機組接入的配電網(wǎng)多呈現(xiàn)電壓不平衡性。因此,在我國頒布的《風電場接入電力系統(tǒng)技術(shù)規(guī)定》中,要求風電機組應(yīng)具有不平衡電壓適應(yīng)運行能力。因此,開展不平衡電網(wǎng)故障下并網(wǎng)風電機組的運行控制研究,就具有十分重要的理論研究和實際應(yīng)用價值。目前,并網(wǎng)風電系統(tǒng)主要分為雙饋與直驅(qū)兩種主要類型,而直驅(qū)風電系統(tǒng)由于采用全功率變流器與電網(wǎng)相聯(lián),其對不平衡電壓環(huán)境適應(yīng)運行能力要優(yōu)于雙饋風電系統(tǒng)。因此,本論文以更易受不平衡電壓影響的雙饋風電機組為研究對象,以不平衡電壓下雙饋風電系統(tǒng)(doubly fed induction generator,DFIG)的運行與控制能力為研究主題,以理論分析、仿真研究和實驗驗證為研究手段,系統(tǒng)、深入地研究雙饋風電機組的控制技術(shù)。本論文的主要研究內(nèi)容以及成果可概括為:1.提出了不平衡電壓下DFIG系統(tǒng)的機側(cè)、網(wǎng)側(cè)變流器的二階廣義積分器((second-order generalized integrator,SOGI)諧振矢量控制技術(shù)。該項方案從協(xié)同DFIG系統(tǒng)的機側(cè)、網(wǎng)側(cè)變流器控制效果角度出發(fā),在確保雙饋發(fā)電機電磁轉(zhuǎn)矩平穩(wěn)的同時,消除DFIG系統(tǒng)的三相輸出的負序電流。同時,在不平衡電壓下,所提出的的SOGI諧振控制技術(shù)無需對的正、負序電流和電壓進行分離提取,避免了繁瑣復(fù)雜的負序指令計算,顯著地簡化了控制方案的實施流程。最后,利用仿真和實驗結(jié)果,驗證了所提出的SOGI諧振矢量控制技術(shù)的有效性以及DFIG系統(tǒng)協(xié)同控制的可行性。2.提出了不平衡電壓下DFIG系統(tǒng)的網(wǎng)側(cè)變流器降階廣義積分器(reduced-order generalized integrator,ROGI)諧振矢量控制技術(shù)。這項控制技以 ROGI諧振控制器的頻率和極性的選擇能力為基礎(chǔ),以消除不平衡電壓下DFIG系統(tǒng)輸出有功、無功功率的二倍頻脈動為目標,避免了網(wǎng)側(cè)變流器非預(yù)期諧波電流(正序三次諧波電流)的注入,并且無需正、負序電流和電壓的分離提取與復(fù)雜繁瑣的負序電流指令配置。最后,通過仿真和實驗結(jié)果,驗證了所提出的ROGI諧振矢量控制技術(shù)的有效性。3.提出了不平衡電壓下DFIG系統(tǒng)的機側(cè)變流器ROGI諧振直接功率控制技術(shù)。該項控制技術(shù)直接對雙饋發(fā)電機輸出有功、無功功率進行閉環(huán)調(diào)節(jié),避免了正、負序電壓和電流的提取以及二倍頻功率指令的計算。因此,這項控制技術(shù)無需電流和電壓的正、負序分離,并降低了控制系統(tǒng)對雙饋發(fā)電機參數(shù)的依賴性,同時由于ROGI諧振控制器的頻率和極性選擇能力,避免了 DFIG輸出正序三次諧波,確保高正弦度電流輸出品質(zhì)。最后,通過仿真和實驗結(jié)果,驗證了所提出的ROGI諧振直接功率控制的有效性。4.研發(fā)了一套基于背靠背兩電平電壓源變流器的小容量DFIG實驗樣機與測試平臺,并且詳細地闡述了小容量DFIG實驗樣機的基本電路拓撲以及軟、硬件結(jié)構(gòu)。
[Abstract]:In this paper , based on the theory analysis , simulation research and experimental verification , this paper studies the control technology of double - fed wind turbine . In the end , through simulation and experimental results , the effectiveness of ROGI resonance vector control technology is verified .

【學位授予單位】：北京交通大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TM614

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本文編號：1505946