基于串聯(lián)型DVR的雙饋風電機組低電壓穿越研究

【摘要】：隨著風電產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展,利用風能資源發(fā)電在電力生產(chǎn)中所占的比例越來越大,大容量風電機組規(guī)?；⒕W(wǎng)對電網(wǎng)穩(wěn)定性有著很大的沖擊,電網(wǎng)對風電機組低電壓穿越(Low Voltage Ride Through,LVRT)能力提出了越來越嚴格的要求。作為目前風力發(fā)電主流機型雙饋異步發(fā)電機(Doubly-fed Induction Generator,DFIG)在承受電網(wǎng)故障時有一定缺陷,主要表現(xiàn)為定子直接并網(wǎng),易受電網(wǎng)故障影響,而轉子側變頻器容量相對較小,應對電網(wǎng)故障時對DFIG控制能力受限,所以要著力改善雙饋風電機組低電壓穿越能力。本文采用了一種有源實時補償裝置動態(tài)電壓恢復器(Dynamic Voltage Restorer,DVR)輔助DFIG實現(xiàn)各種低電壓穿越方案,在電網(wǎng)電壓跌落時,DVR對DFIG端口電壓進行完全補償,使機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,介紹了雙饋風電機組的基本工作原理和雙饋電機數(shù)學模型,并根據(jù)變換器數(shù)學模型建立了傳統(tǒng)基于PI控制器的轉子側變換器定子磁鏈定向,網(wǎng)側變換器定子電壓定向的矢量控制策略。分析了準比例諧振控制器(Proportional Resonant,PR)特性,并構建了基于準PR控制器的轉子側和網(wǎng)側變換器的矢量控制系統(tǒng),簡化了電流環(huán)控制的復雜性。其次介紹了DVR系統(tǒng)的結構組成和數(shù)學模型;對逆變單元采用基于準PR控制器的復合控制策略,保證對電壓補償參考量的精確跟蹤及跌落電壓的完全補償;對雙向DC/DC變換器的控制維持直流電壓穩(wěn)定。文中的求導???dq電壓檢測法確保了DVR快速切入,新型諧振調(diào)節(jié)器的正負序分離方法能夠實時判斷電壓跌落程度和平衡度。通過MATLAB/Simulink軟件平臺建立了并網(wǎng)2MW雙饋式風電機組及串聯(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)三相電壓對稱跌落、不平衡和嚴重不對稱跌落對DFIG的影響,并對應的在DVR的串聯(lián)補償下DFIG不脫網(wǎng)運行特性進行了仿真分析。整個故障過程勵磁電流仍可控,發(fā)電機組仍能平穩(wěn)輸出有功、無功功率;在故障初始及恢復時刻,各電磁量暫態(tài)分量得到了有效限制,滿足國家并網(wǎng)準則,風電機組外圍采用串聯(lián)型DVR能夠增強風電機組低電壓穿越能力。最后驗證了準PR控制器和DVR的配合實現(xiàn)指定諧波補償功能,對減輕電網(wǎng)諧波污染和延長風電機組壽命具有重要意義。 【關鍵詞】：雙饋型風力發(fā)電機組 矢量控制 電網(wǎng)故障 準PR控制器 DVR 低電壓穿越
【學位授予單位】：內(nèi)蒙古工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：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 風力發(fā)電機組低電壓穿越的標準要求9-11
• 1.4 國內(nèi)外DFIG低電壓穿越研究現(xiàn)狀11-14
• 1.4.1 改進DFIG控制策略11
• 1.4.2 轉子側硬件保護方案11-12
• 1.4.3 直流側硬件保護方案12-13
• 1.4.4 串聯(lián)網(wǎng)側變換器方案13
• 1.4.5 動態(tài)電壓恢復器方案13-14
• 1.5 本文研究內(nèi)容14-15
• 第二章 理想電網(wǎng)條件下雙饋式風電機組的運行與控制15-34
• 2.1 雙饋式風電機組基本運行原理15-16
• 2.2 雙饋式風力發(fā)電機數(shù)學模型16-20
• 2.2.1 三相靜止坐標系數(shù)學模型16-18
• 2.2.2 兩相同步旋轉坐標系數(shù)學模型18-20
• 2.3 網(wǎng)側PWM變換器的矢量控制20-27
• 2.3.1 網(wǎng)側PWM變換器模型21-22
• 2.3.2 網(wǎng)側變換器傳統(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)側變換器改進的準PR矢量控制26-27
• 2.4 轉子側PWM變換器的矢量控制27-31
• 2.4.1 轉子側變換器傳統(tǒng)PI矢量控制27-29
• 2.4.2 轉子側變換器改進的準PR矢量控制29-31
• 2.5 仿真與分析31-33
• 2.6 本章小結33-34
• 第三章 動態(tài)電壓恢復器基本原理及運行控制策略34-45
• 3.1 DFIG-DVR拓撲結構34-35
• 3.2 DVR數(shù)學模型35
• 3.3 DVR運行控制35-43
• 3.3.1 DVR補償策略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44-45
• 第四章 電網(wǎng)電壓特征量檢測45-53
• 4.1 電壓幅值和相角檢測方法45-49
• 4.1.1 三相abc-dq的派克變換45-46
• 4.1.2 構造虛擬三相的dq檢測法46
• 4.1.3 單相求導法的 αβ-dq變換46-49
• 4.2 基波電壓正負序分離方法49-52
• 4.2.1 不對稱電壓的描述49-50
• 4.2.2 基于諧振控制器的正負序分離方法50-52
• 4.3 本章小結52-53
• 第五章 DVR提高雙饋風電機組低電壓穿越仿真分析53-68
• 5.1 三相電網(wǎng)電壓對稱跌落對DFIG風電系統(tǒng)運行的影響53-54
• 5.2 三相對稱故障下低電壓穿越仿真結果分析54-57
• 5.3 電網(wǎng)電壓不平衡或不對稱跌落對DFIG風電系統(tǒng)運行的影響57-65
• 5.3.1 三相電網(wǎng)電壓不平衡對DFIG風電系統(tǒng)運行的影響57-59
• 5.3.2 三相電網(wǎng)電壓不平衡故障穿越仿真結果分析59-62
• 5.3.3 嚴重瞬態(tài)不對稱故障對DFIG風電系統(tǒng)運行的影響62-63
• 5.3.4 嚴重瞬態(tài)不對稱故障穿越仿真結果分析63-65
• 5.4 電網(wǎng)電壓諧波補償仿真分析65-67
• 5.5 本章小結67-68
• 結論68-69
• 參考文獻69-72
• 致謝72-73
• 攻讀學位期間發(fā)表的學術論文及研究成果73

您可以在本站搜索以下學術論文文獻來了解更多相關內(nèi)容

DVR共享技術能使手機下載視頻    

美國松下推出電視與DVR一體機    紫駿

DVR和逆變式微電源配合補償微電網(wǎng)中電壓暫降問題的研究    劉艷;艾欣;雷之力;崔明勇;楊佩佩;

DVR在電力系統(tǒng)中的應用    王飛;

基于配電網(wǎng)電壓跌落的DVR研究    肖小兵;何肖蒙;陳波;

基于無阻尼諧振調(diào)節(jié)器的DVR控制策略研究    張興;郭棟;謝震;楊淑英;

    

松下提高DVR存儲容量    

基于串聯(lián)型DVR的雙饋風電機組低電壓穿越研究    孫偉

DVR機頂盒項目風險管理    季常青