電網(wǎng)電壓不平衡的雙饋風(fēng)電并網(wǎng)控制策略研究

【摘要】：風(fēng)能是豐富且清潔能源,由于風(fēng)電場都是建設(shè)在較偏遠(yuǎn)的地區(qū),電網(wǎng)系統(tǒng)較弱,風(fēng)能具有間歇性和不平衡特點,能夠提供源源不斷并且穩(wěn)定的能源是研究的重中之重。論文主要研究電網(wǎng)電壓不平衡的雙饋風(fēng)電并網(wǎng)控制策略,設(shè)計了電網(wǎng)電壓不平衡的DIFG的機(jī)側(cè)和電網(wǎng)側(cè)變流器改進(jìn)的電流環(huán)控制器,提高電網(wǎng)電壓不平衡的DFIG發(fā)電系統(tǒng)的運(yùn)行性能。首先,采用對稱分量法和正負(fù)序分量法對不平衡電網(wǎng)進(jìn)行分析。在電網(wǎng)電壓正常時背靠背變流器采用傳統(tǒng)矢量控制策略,通過仿真電網(wǎng)電壓不平衡時采用傳統(tǒng)矢量控制系統(tǒng),發(fā)現(xiàn)定子和轉(zhuǎn)子負(fù)序電流,直流母線電壓的2倍頻脈動,系統(tǒng)有功和無功功率變化。然后,本文采用了基于反Park變換的解耦雙同步坐標(biāo)系的鎖相環(huán)(DDSRF-PLL)算法,可以得準(zhǔn)確的不平衡電網(wǎng)相位。在DSRF下建立的DIFG數(shù)學(xué)模型和網(wǎng)側(cè)變流器的數(shù)學(xué)模型。機(jī)側(cè)變流器采用基于雙dq電流內(nèi)環(huán)控制和參考值解耦網(wǎng)絡(luò)的DDSRF-PLL電流內(nèi)環(huán)控制策略對比研究。網(wǎng)側(cè)變流器采用基于陷波器的電流內(nèi)環(huán)控制和參考與誤差解耦反饋的DDSRF-PLL電流內(nèi)環(huán)控制策略對比研究。通過MATLAB/Simulink對電網(wǎng)電壓不平衡的雙饋風(fēng)電系統(tǒng)矢量控制策略進(jìn)行仿真研究。仿真驗證了電網(wǎng)電壓不平衡的機(jī)側(cè)和網(wǎng)側(cè)變流器采用的控制策略能夠有效地實現(xiàn)控制目標(biāo)和消除故障現(xiàn)象。在5KW模擬雙饋風(fēng)電并網(wǎng)平臺對控制算法進(jìn)行編程調(diào)試,驗證了電網(wǎng)電壓不平衡的機(jī)側(cè)與網(wǎng)側(cè)變流器的協(xié)同控制策略正確性和有效性。 【關(guān)鍵詞】：雙饋風(fēng)電 電網(wǎng)電壓不平衡 DDSRF-PLL 陷波器 解耦網(wǎng)絡(luò)
【學(xué)位授予單位】：上海電機(jī)學(xué)院
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TM614
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第一章 緒論11-18
• 1.1 課題背景11-15
• 1.1.1 選題背景及意義11-13
• 1.1.2 風(fēng)力發(fā)電技術(shù)基本原理13-14
• 1.1.3 變速恒頻的雙饋風(fēng)力發(fā)電原理14-15
• 1.2 電網(wǎng)電壓不平衡的雙饋風(fēng)電并網(wǎng)控制研究現(xiàn)狀15-16
• 1.3 論文主要研究內(nèi)容16-18
• 第二章 電網(wǎng)電壓不平衡的雙饋風(fēng)電機(jī)組的傳統(tǒng)控制與分析18-32
• 2.1 引言18
• 2.2 電網(wǎng)電壓不平衡分析18-21
• 2.2.1 三相靜止坐標(biāo)下的不平衡電壓分析18-20
• 2.2.2 基于DSRF坐標(biāo)系下的不平衡電壓分析20-21
• 2.3 電網(wǎng)電壓不平衡的機(jī)側(cè)變流器傳統(tǒng)控制與分析21-27
• 2.3.1 基于定子電壓定向的機(jī)側(cè)變流器控制21-24
• 2.3.2 電網(wǎng)電壓不平衡的機(jī)側(cè)變流器傳統(tǒng)控制仿真與分析24-27
• 2.4 電網(wǎng)電壓不平衡的網(wǎng)側(cè)變流器傳統(tǒng)控制與分析27-31
• 2.4.1 電網(wǎng)電壓平衡的網(wǎng)側(cè)變流器運(yùn)行控制27-30
• 2.4.2 電網(wǎng)電壓不平衡的網(wǎng)側(cè)變流器傳統(tǒng)控制仿真與分析30-31
• 2.5 本章小結(jié)31-32
• 第三章 電網(wǎng)電壓不平衡的雙饋風(fēng)電鎖相環(huán)與數(shù)學(xué)模型32-39
• 3.1 引言32
• 3.2 電網(wǎng)電壓不平衡的雙饋風(fēng)電鎖相環(huán)32-34
• 3.2.1 基于DDSRF－PLL模型32-33
• 3.2.2 基于反Park變換的DDSRF－PLL模型33-34
• 3.3 電網(wǎng)電壓不平衡的雙饋風(fēng)電數(shù)學(xué)模型34-38
• 3.3.1 三相不平衡的電機(jī)參數(shù)34-36
• 3.3.2 電網(wǎng)電壓不平衡的雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)的數(shù)學(xué)模型36-38
• 3.4 本章小結(jié)38-39
• 第四章 電網(wǎng)電壓不平衡的雙饋風(fēng)電變流器控制39-58
• 4.1 引言39
• 4.2 電網(wǎng)電壓不平衡的雙饋風(fēng)電機(jī)側(cè)變流器控制39-45
• 4.2.1 電網(wǎng)電壓不平衡的雙饋風(fēng)電機(jī)側(cè)變流器控制目標(biāo)與電流指令算法39-42
• 4.2.2 基于DDSRF的機(jī)側(cè)變流器雙dq電流環(huán)控制42-44
• 4.2.3 基于測量值解耦反饋的DDSRF機(jī)側(cè)變流器電流環(huán)控制44-45
• 4.3 電網(wǎng)電壓不平衡的雙饋風(fēng)電網(wǎng)側(cè)變流器控制45-55
• 4.3.1 電網(wǎng)電壓不平衡的雙饋風(fēng)電網(wǎng)側(cè)變流器數(shù)學(xué)模型45-49
• 4.3.2 電網(wǎng)電壓不平衡的雙饋風(fēng)電網(wǎng)側(cè)變流器控制目標(biāo)與電流指令計算49-52
• 4.3.3 基于陷波器的DDSRF網(wǎng)側(cè)變流器電流環(huán)控制52-54
• 4.3.4 基于參考和誤差解耦反饋的DDSRF網(wǎng)側(cè)變流器電流環(huán)控制54-55
• 4.4 機(jī)側(cè)與網(wǎng)側(cè)變流器協(xié)同控制系統(tǒng)的設(shè)計55-56
• 4.5 本章小結(jié)56-58
• 第五章 電網(wǎng)電壓不平衡的雙饋風(fēng)電變流器控制仿真與實驗58-86
• 5.1 引言58
• 5.2 三相不平衡電壓的PLL仿真58-60
• 5.3 電網(wǎng)電壓不平衡的機(jī)側(cè)變流器仿真分析60-68
• 5.3.1 基于DDSRF的機(jī)側(cè)變流器雙dq電流環(huán)控制60-61
• 5.3.2 基于測量值解耦反饋的DDSRF機(jī)側(cè)變流器電流環(huán)控制仿真61-68
• 5.4 電網(wǎng)電壓不平衡的網(wǎng)側(cè)變流器控制仿真68-72
• 5.4.1 基于陷波器的網(wǎng)側(cè)變流器電流環(huán)控制仿真分析68-69
• 5.4.2 基于參考和誤差解耦反饋的網(wǎng)側(cè)變流器電流環(huán)控制仿真分析69-72
• 5.5 機(jī)側(cè)與網(wǎng)側(cè)變流器協(xié)同控制的仿真與分析72-78
• 5.6 雙饋風(fēng)力發(fā)電實驗平臺的變流器控制實驗78-85
• 5.6.1 實驗平臺系統(tǒng)結(jié)構(gòu)78-79
• 5.6.2 硬件系統(tǒng)設(shè)計79-80
• 5.6.3 實驗平臺實物80-81
• 5.6.4 軟件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和設(shè)計81-83
• 5.6.5 實驗波形與分析83-85
• 5.7 本章小結(jié)85-86
• 第六章 總結(jié)與展望86-88
• 6.1 總結(jié)86-87
• 6.2 展望87-88
• 參考文獻(xiàn)88-92
• 致謝92-93
• 攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果93

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