大型雙饋風(fēng)電機(jī)組故障穿越關(guān)鍵技術(shù)研究
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【學(xué)位授予單位】:上海交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【學(xué)位授予年份】:2014
【分類號(hào)】:TM315
【目錄】:
- 摘要6-8
- ABSTRACT8-11
- 目錄11-16
- 第1章 緒論16-43
- 1.1 課題研究背景16-21
- 1.1.1 能源危機(jī)問題16
- 1.1.2 生態(tài)環(huán)境問題16-17
- 1.1.3 風(fēng)能開發(fā)及其利用17
- 1.1.4 全球風(fēng)能資源及風(fēng)電發(fā)展17-19
- 1.1.5 我國(guó)風(fēng)能資源及風(fēng)電發(fā)展19-21
- 1.2 風(fēng)力發(fā)電技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀21-25
- 1.2.1 主流風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)拓?fù)?/span>21-24
- 1.2.1.1 全功率變換器風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)22
- 1.2.1.2 雙饋電機(jī)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)22-24
- 1.2.2 雙饋感應(yīng)電機(jī)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)經(jīng)典控制技術(shù)24-25
- 1.3 國(guó)內(nèi)外風(fēng)電并網(wǎng)技術(shù)規(guī)范25-27
- 1.3.1 風(fēng)電機(jī)組故障穿越要求26
- 1.3.2 我國(guó)風(fēng)場(chǎng)低電壓穿越規(guī)定26-27
- 1.4 雙饋感應(yīng)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)故障穿越技術(shù)現(xiàn)狀27-41
- 1.4.1 基于控制算法的故障穿越方案28-32
- 1.4.2 基于附加硬件電路的故障穿越方案32-40
- 1.4.2.1 轉(zhuǎn)子側(cè)故障穿越方案32-35
- 1.4.2.2 定子/網(wǎng)側(cè)故障穿越方案35-39
- 1.4.2.3 直流側(cè)故障穿越方案39-40
- 1.4.3 結(jié)合或協(xié)調(diào)的故障穿越方案40-41
- 1.5 本文研究主要內(nèi)容41-43
- 第2章 雙饋感應(yīng)電機(jī)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)動(dòng)態(tài)模型43-61
- 2.1 引言43
- 2.2 風(fēng)、風(fēng)輪及其槳距角控制模型43-45
- 2.2.1 風(fēng)速模型43
- 2.2.2 風(fēng)輪模型43-44
- 2.2.3 槳距角控制模型44-45
- 2.3 驅(qū)動(dòng)鏈模型45-46
- 2.4 雙饋感應(yīng)電機(jī)數(shù)學(xué)模型與分析46-59
- 2.4.1 空間矢量概念46-47
- 2.4.2 三相自然坐標(biāo)系下的雙饋電機(jī)數(shù)學(xué)模型空間矢量表征47-49
- 2.4.3 同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下雙饋感應(yīng)電機(jī)基于空間矢量的數(shù)學(xué)模型49-51
- 2.4.4 網(wǎng)側(cè)濾波器和直流側(cè)模型51-52
- 2.4.5 轉(zhuǎn)子側(cè)變換器矢量控制52-57
- 2.4.5.1 轉(zhuǎn)子電流控制53-55
- 2.4.5.2 定子有功無功控制55-57
- 2.4.6 網(wǎng)側(cè)變換器矢量控制57-59
- 2.4.6.1 網(wǎng)側(cè)變換器電流控制58-59
- 2.4.6.2 直流側(cè)母線電壓控制59
- 2.5 雙饋風(fēng)電機(jī)組仿真平臺(tái)59-60
- 2.6 小結(jié)60-61
- 第3章 雙饋風(fēng)電機(jī)組電壓故障時(shí)瞬態(tài)響應(yīng)分析61-92
- 3.1 引言61-62
- 3.2 電壓跌落表征62-64
- 3.2.1 對(duì)稱電壓跌落62-63
- 3.2.2 不對(duì)稱電壓跌落63-64
- 3.2.2.1 單相對(duì)地電壓跌落63-64
- 3.2.2.2 兩相相間電壓故障64
- 3.3 雙饋感應(yīng)電機(jī)電磁暫態(tài)特性分析64-91
- 3.3.1 雙饋電機(jī)瞬態(tài)分析一般問題65-67
- 3.3.1.1 雙饋電機(jī)轉(zhuǎn)子動(dòng)態(tài)模型65-66
- 3.3.1.2 雙饋電機(jī)故障前穩(wěn)態(tài)行為66-67
- 3.3.2 雙饋電機(jī)故障期間暫態(tài)分析67-86
- 3.3.2.1 對(duì)稱電壓跌落期間電機(jī)瞬態(tài)行為67-76
- 3.3.2.2 不對(duì)稱電壓跌落期間電機(jī)瞬態(tài)行為76-86
- 3.3.3 仿真驗(yàn)證86-91
- 3.3.3.1 轉(zhuǎn)子故障電流瞬態(tài)特性仿真驗(yàn)證86-90
- 3.3.3.2 精確性討論90-91
- 3.4 小結(jié)91-92
- 第4章 雙饋機(jī)組故障穿越控制技術(shù)研究與評(píng)估92-120
- 4.1 引言92
- 4.2 轉(zhuǎn)子側(cè)變換器控制技術(shù)的改進(jìn)92-116
- 4.2.1 前饋電壓補(bǔ)償項(xiàng)對(duì)機(jī)組故障穿越能力影響的評(píng)估92-102
- 4.2.1.1 通用的轉(zhuǎn)子電流控制方程93-98
- 4.2.1.2 仿真驗(yàn)證和分析98-102
- 4.2.2 基于滯環(huán) PWM 控制的故障穿越控制策略102-108
- 4.2.2.1 轉(zhuǎn)子電流滯環(huán)比較器103-104
- 4.2.2.2 轉(zhuǎn)子側(cè)變換器輸出電壓104-106
- 4.2.2.3 仿真驗(yàn)證和分析106-108
- 4.2.3 基于減負(fù)荷的故障穿越方案108-116
- 4.2.3.1 電網(wǎng)電壓故障期間機(jī)組功率流動(dòng)109-110
- 4.2.3.2 增速和變槳減載控制的基本原理110-111
- 4.2.3.3 雙饋機(jī)組減載能力分析111-112
- 4.2.3.4 定子電流實(shí)時(shí)跟蹤的減載故障穿越方案112-114
- 4.2.3.5 仿真驗(yàn)證和分析114-116
- 4.3 雙饋機(jī)組所用變換器對(duì)機(jī)組穿越能力影響分析116-118
- 4.4 小結(jié)118-120
- 第5章 基于附加硬件電路的故障穿越技術(shù)研究與評(píng)估120-136
- 5.1 引言120
- 5.2 Crowbar 保護(hù)電路技術(shù)研究120-128
- 5.2.1 Crowbar 保護(hù)電路的結(jié)構(gòu)和模型120-121
- 5.2.2 Crowbar 電路旁路電阻阻值范圍的確定121-122
- 5.2.3 不同旁路電阻阻值對(duì)機(jī)組的影響評(píng)估122-125
- 5.2.4 Crowbar 電路的控制125-126
- 5.2.5 緊急變槳和 crowbar 保護(hù)協(xié)調(diào)的故障穿越方案126-128
- 5.3 串聯(lián)電阻電路的故障穿越方案128-134
- 5.3.1 轉(zhuǎn)子串電阻保護(hù)對(duì)機(jī)組瞬態(tài)特性影響評(píng)估130-131
- 5.3.2 定子串電阻電路對(duì)機(jī)組瞬態(tài)特性的影響評(píng)估131-134
- 5.4 應(yīng)用討論134
- 5.5 總結(jié)134-136
- 第6章 基于轉(zhuǎn)子串電阻的聯(lián)合故障穿越解決方案136-150
- 6.1 引言136
- 6.2 基于轉(zhuǎn)子串電阻的聯(lián)合故障穿越方案研究136-149
- 6.2.1 轉(zhuǎn)子串電阻阻值的確定137-138
- 6.2.2 直流側(cè)卸荷電路電阻的確定138-139
- 6.2.3 保護(hù)開關(guān)控制策略139
- 6.2.4 轉(zhuǎn)子串電阻保護(hù)下雙饋電機(jī)無功控制139-142
- 6.2.4.1 雙饋電機(jī)無功功率邊界分析139-141
- 6.2.4.2 轉(zhuǎn)子側(cè)變換器無功控制策略設(shè)計(jì)141-142
- 6.2.5 仿真驗(yàn)證142-149
- 6.2.5.1 基于轉(zhuǎn)子串電阻聯(lián)合故障穿越方案驗(yàn)證142-144
- 6.2.5.2 無無功電流注入時(shí)轉(zhuǎn)子串電阻和 crowbar 保護(hù)的性能及比較144-145
- 6.2.5.3 有無功電流注入時(shí)轉(zhuǎn)子串電阻和 crowbar 保護(hù)的性能及比較145-149
- 6.3 小結(jié)149-150
- 第7章 動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)器在故障穿越中的應(yīng)用研究150-172
- 7.1 引言150
- 7.2 動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)器應(yīng)用的一般問題分析150-152
- 7.2.1 工作原理150-151
- 7.2.2 基本組成及其功能151
- 7.2.3 補(bǔ)償策略151-152
- 7.3 基于動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)器的雙饋機(jī)組故障穿越方案152-155
- 7.3.1 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)選擇152
- 7.3.2 輸出濾波器數(shù)學(xué)模型152-153
- 7.3.3 主電路主要參數(shù)的確定153-155
- 7.3.3.1 動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)器額定功率153-154
- 7.3.3.2 直流母線電壓和電容容量154
- 7.3.3.3 輸出濾波器參數(shù)154-155
- 7.4 動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)器的電壓矢量控制155-171
- 7.4.1 DVR 的傳統(tǒng)電壓矢量控制156-164
- 7.4.1.1 跌落電壓補(bǔ)償156
- 7.4.1.2 電壓控制器156-157
- 7.4.1.3 仿真評(píng)估和分析157-164
- 7.4.2 靜止坐標(biāo)系下 DVR 的電壓控制164-171
- 7.4.2.1 靜止坐標(biāo)系下電壓跌落補(bǔ)償164-165
- 7.4.2.2 基于 PR 控制器的 DVR 電壓控制165-166
- 7.4.2.3 仿真結(jié)果與分析166-171
- 7.4.3 應(yīng)用討論171
- 7.5 小結(jié)171-172
- 第8章 結(jié)論與展望172-175
- 8.1 研究工作總結(jié)172-174
- 8.2 創(chuàng)新點(diǎn)總結(jié)174
- 8.3 未來工作展望174-175
- 參考文獻(xiàn)175-190
- 附錄190-191
- 攻讀博士學(xué)位期間參與的科研項(xiàng)目191-192
- 攻讀博士學(xué)位期間取得的科研成果192-193
- 致謝193
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內(nèi)蒙古風(fēng)電裝機(jī)容量居全國(guó)首位2024-08-19
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虛擬式風(fēng)電機(jī)組功率特性測(cè)試儀的研發(fā)2024-08-19
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我國(guó)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展亟待解決的幾個(gè)關(guān)鍵問題2024-08-19
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大規(guī)模非并網(wǎng)風(fēng)電在美國(guó)應(yīng)用的戰(zhàn)略意義2024-08-19
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矚目中國(guó)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展2024-08-19
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山區(qū)風(fēng)電場(chǎng)的風(fēng)電機(jī)組基礎(chǔ)選型設(shè)計(jì)2024-08-19
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感應(yīng)電機(jī)風(fēng)電機(jī)組全功率變流器控制和優(yōu)化2024-08-18
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高可用度長(zhǎng)壽命并聯(lián)型風(fēng)電變流器研究2024-08-18
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永磁直驅(qū)風(fēng)電變流器電流控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與優(yōu)化研究2024-08-18
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含風(fēng)電電力系統(tǒng)的場(chǎng)景分析方法及其在隨機(jī)優(yōu)化中的應(yīng)用2024-08-18
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風(fēng)電機(jī)組傳動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性劣化趨勢(shì)預(yù)測(cè)方法研究2024-08-18
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含高比例風(fēng)電的遠(yuǎn)距離輸電系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性與協(xié)調(diào)控制研究2024-08-18