雙饋型風(fēng)電機(jī)組低電壓穿越能力的研究

【摘要】：人類社會的生存和進(jìn)步離不開對能源的需求，隨著人類科技水平的不斷提高，對能源的消耗也在不斷增長，同時(shí)能源結(jié)構(gòu)也在不斷優(yōu)化。人們對可再生能源也越來越關(guān)注，而風(fēng)力發(fā)電作為其中最廉價(jià)、最有發(fā)展空間的綠色能源。在人類的電力能源供應(yīng)中，風(fēng)能所占的比列越來越高，它的重要性也逐漸被人們所重視。我國風(fēng)能資源廣闊，因此風(fēng)能是一種潛能特別巨大的可再生能源。 風(fēng)力發(fā)電機(jī)組已經(jīng)由初期的恒速恒頻風(fēng)力發(fā)電發(fā)展到現(xiàn)在的兆瓦級變速恒頻風(fēng)力發(fā)電，其中雙饋感應(yīng)電機(jī)（DFIG）變速恒頻風(fēng)力發(fā)電機(jī)組擁有自身的多種優(yōu)點(diǎn)而成為風(fēng)力發(fā)電領(lǐng)域的主流機(jī)型。采用雙饋感應(yīng)電機(jī)的發(fā)電系統(tǒng)擁有調(diào)速范圍寬、有功功率和無功功率解耦控制、能量雙向流動(dòng)等諸多優(yōu)點(diǎn)，因此雙饋電機(jī)在風(fēng)力發(fā)電中被廣泛應(yīng)用。本文通過分析雙饋電機(jī)的運(yùn)行原理、基本結(jié)構(gòu)、能量流動(dòng)關(guān)系，建立了雙饋電機(jī)的數(shù)學(xué)模型。同時(shí)通過研究風(fēng)力機(jī)的空氣動(dòng)力學(xué)原理，建立了風(fēng)力機(jī)的數(shù)學(xué)模型。在搭建好模型的基礎(chǔ)上建立了電機(jī)轉(zhuǎn)子側(cè)和電網(wǎng)側(cè)控制系統(tǒng)。轉(zhuǎn)子側(cè)變換器和網(wǎng)側(cè)變換器根據(jù)控制目標(biāo)的不同有著不用的控制策略，分別對電機(jī)有功、無功功率進(jìn)行解耦控制和維持直流側(cè)電壓的穩(wěn)定。 本文以電力系統(tǒng)仿真軟件Matlab/Simulink為仿真平臺，從風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的原理出發(fā)，搭建了整個(gè)風(fēng)力發(fā)電控制系統(tǒng)的仿真模型；然后通過對電網(wǎng)發(fā)生對稱故障時(shí)的情況進(jìn)行了分析，找出了電網(wǎng)電壓瞬間跌落時(shí)影響雙饋感應(yīng)電機(jī)轉(zhuǎn)子過電流和電機(jī)轉(zhuǎn)矩劇烈震蕩的主要原因；進(jìn)而提出了相應(yīng)的改進(jìn)控制策略。通過仿真分析，本文提出的改進(jìn)控制策略可以實(shí)現(xiàn)低電壓穿越的目的。 【關(guān)鍵詞】：風(fēng)力發(fā)電 雙饋感應(yīng)電機(jī) 控制策略 低電壓穿越
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TM614
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 緒論9-14
• 1.1 課題研究的背景及意義9-10
• 1.2 風(fēng)力發(fā)電歷史及現(xiàn)狀10-13
• 1.2.1 國內(nèi)外風(fēng)力發(fā)電研究現(xiàn)狀10-11
• 1.2.2 風(fēng)力發(fā)電技術(shù)現(xiàn)狀11-13
• 1.3 本文主要研究內(nèi)容13-14
• 第2章 雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)控制策略14-28
• 2.1 雙饋異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)的工作原理14-15
• 2.2 風(fēng)力機(jī)模型15-17
• 2.3 雙饋異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)模型17-21
• 2.3.1 三相靜止坐標(biāo)系下 DFIG 的數(shù)學(xué)模型17-19
• 2.3.2 同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下 DFIG 的數(shù)學(xué)模型19-21
• 2.4 電機(jī)側(cè)控制策略21-24
• 2.5 電網(wǎng)側(cè)控制策略24-26
• 2.6 本章小結(jié)26-28
• 第3章 雙饋異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)的低電壓穿越運(yùn)行技術(shù)28-34
• 3.1 國內(nèi)外風(fēng)電并網(wǎng)規(guī)范28-29
• 3.2 電網(wǎng)電壓跌落瞬態(tài)分析29-31
• 3.3 電網(wǎng)故障情況下改進(jìn)矢量控制策略研究31-33
• 3.4 本章小結(jié)33-34
• 第4章 雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的仿真分析34-42
• 4.1 雙饋式風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的整體模型34-35
• 4.2 穩(wěn)態(tài)時(shí)系統(tǒng)仿真波形35-38
• 4.3 電網(wǎng)故障低電壓穿越仿真波形38-41
• 4.4 本章小結(jié)41-42
• 結(jié)論42-43
• 參考文獻(xiàn)43-46
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文46-47
• 致謝47

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