大容量海上風(fēng)電機(jī)組的并網(wǎng)技術(shù)研究

【摘要】：在中國(guó)新能源技術(shù)迅猛發(fā)展背景的下,風(fēng)力發(fā)電技術(shù)應(yīng)用越來(lái)越多,由于海上風(fēng)力發(fā)電具有不占陸地面積、噪音污染小等等優(yōu)勢(shì)慢慢成為風(fēng)力發(fā)電的主力軍。本文分析了5MW雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)各部分的數(shù)學(xué)模型以及運(yùn)行特點(diǎn),設(shè)計(jì)了基于定子磁鏈定向的機(jī)側(cè)換流器控制策略與網(wǎng)側(cè)換流器的控制策略,提出了一種基于功率與轉(zhuǎn)速微分信號(hào)的改進(jìn)爬山法的最大功率追蹤方法,并且在PSCAD/EMTDC中建立了風(fēng)速、風(fēng)力機(jī)、換流器的模型。 然后本文分析了不平衡電網(wǎng)電壓特別地對(duì)5MW雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的影響,并且介紹了針對(duì)不平衡電網(wǎng)電壓的理論分析方法,包括對(duì)稱分量法、序分量的旋轉(zhuǎn)變換方法等等。然后分析了不平衡電網(wǎng)下的雙饋電機(jī)和網(wǎng)側(cè)換流器的運(yùn)行特性,根據(jù)雙饋電機(jī)和網(wǎng)側(cè)換流器的運(yùn)行特性設(shè)計(jì)了基于雙dq電流的機(jī)側(cè)換流器和網(wǎng)側(cè)換流器的控制策略,并在PSCAD/EMTDC中的正常情況的5MW雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)模型的基礎(chǔ)上,修改成了不平衡電網(wǎng)電壓下的控制策略。 最后,本文設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)硬件實(shí)驗(yàn)平臺(tái),介紹了平臺(tái)的主要構(gòu)成以及各個(gè)控制部分的接口設(shè)計(jì),然后介紹了基于TMS320F28335DSP板控制電路的網(wǎng)側(cè)換流器和機(jī)側(cè)換流器的軟件設(shè)計(jì),實(shí)驗(yàn)平臺(tái)仿真結(jié)果表明,本文的理論研究工作在工程應(yīng)用上的實(shí)用性和有效性,為5MW雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的變流器的應(yīng)用打下了理論研究基礎(chǔ)。 【關(guān)鍵詞】：雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)組 最大功率追蹤 不平衡電網(wǎng)電壓 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)
【學(xué)位授予單位】：華北電力大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TM614
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 緒論9-13
• 1.1 選題背景及意義9-10
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-12
• 1.2.1 海上風(fēng)電發(fā)展現(xiàn)狀10
• 1.2.2 風(fēng)電并網(wǎng)技術(shù)研究現(xiàn)狀10-12
• 1.3 本文主要工作12-13
• 第2章 5MW雙饋風(fēng)電機(jī)組建模13-35
• 2.1 5MW雙饋風(fēng)機(jī)發(fā)電系統(tǒng)13-14
• 2.2 風(fēng)速模型14-15
• 2.3 風(fēng)力機(jī)模型15-16
• 2.4 5MW雙饋風(fēng)機(jī)機(jī)側(cè)換流器及控制模型16-22
• 2.4.1 機(jī)側(cè)換流器及其有功-無(wú)功解耦控制原理16-20
• 2.4.2 機(jī)側(cè)換流器控制模型20-22
• 2.5 5MW雙饋風(fēng)機(jī)網(wǎng)側(cè)換流器及控制模型22-25
• 2.5.1 網(wǎng)側(cè)換流器及其有功-無(wú)功解耦控制原理22-24
• 2.5.2 網(wǎng)側(cè)換流器的控制模型24-25
• 2.6 5MW雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的最大功率追蹤控制策略研究25-28
• 2.6.1 常見(jiàn)的最大功率追蹤控制策略26-27
• 2.6.2 基于風(fēng)速和功率微分信號(hào)的改進(jìn)最大功率追蹤控制策略27-28
• 2.6.3 最大功率追蹤控制模型28
• 2.7 5MW雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的低電壓穿越28-29
• 2.8 5MW雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)組模型的仿真校驗(yàn)29-34
• 2.8.1 主電路模型29-30
• 2.8.2 主要輸出波形30-31
• 2.8.3 機(jī)側(cè)換流器控制效果31-33
• 2.8.4 網(wǎng)側(cè)換流器控制效果33-34
• 2.9 本章小結(jié)34-35
• 第3章 不平衡電網(wǎng)電壓下的DFIG機(jī)組控制策略35-57
• 3.1 電網(wǎng)電壓三相不平衡35-41
• 3.1.1 雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的電壓不平衡36-37
• 3.1.2 不平衡電網(wǎng)電壓的理論分析方法37-41
• 3.2 不平衡電網(wǎng)電壓下的雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的控制策略41-48
• 3.2.1 不平衡電網(wǎng)電壓下雙饋電機(jī)運(yùn)行特性41-44
• 3.2.2 不平衡電網(wǎng)電壓下機(jī)側(cè)換流器雙dq電流算法控制策略44-47
• 3.2.3 不平衡電網(wǎng)電壓下機(jī)側(cè)換流器控制模型47-48
• 3.3 不平衡電網(wǎng)電壓下網(wǎng)側(cè)換流器控制策略48-53
• 3.3.1 不平衡電網(wǎng)電壓下網(wǎng)側(cè)換流器運(yùn)行特性48-51
• 3.3.2 基于雙dq電流控制的網(wǎng)側(cè)換流器控制策略51
• 3.3.3 不平衡電網(wǎng)電壓下網(wǎng)側(cè)換流器控制模型51-53
• 3.4 控制模型仿真結(jié)果53-55
• 3.5 本章小結(jié)55-57
• 第4章 2.2kW DFIG發(fā)電仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)57-71
• 4.1 仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的主要硬件構(gòu)成57-63
• 4.2 控制部分接口設(shè)計(jì)63-64
• 4.3 基于TMS320F28335的控制電路板的設(shè)計(jì)64-68
• 4.3.1 機(jī)側(cè)換流器軟件設(shè)計(jì)65-66
• 4.3.2 網(wǎng)側(cè)換流器軟件設(shè)計(jì)66-68
• 4.4 仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的運(yùn)行試驗(yàn)68-70
• 4.5 本章小結(jié)70-71
• 第5章 結(jié)論與展望71-73
• 5.1 結(jié)論71-72
• 5.2 展望72-73
• 參考文獻(xiàn)73-76
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文以及其他成果76-77
• 致謝77

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