全功率整流異步風(fēng)電系統(tǒng)的小擾動(dòng)穩(wěn)定性分析

【摘要】：在當(dāng)今社會(huì)，面對(duì)著能源危機(jī)和環(huán)境污染的雙重壓力，風(fēng)能作為一種環(huán)保的可再生能源已經(jīng)受到了人們?cè)絹?lái)越多的關(guān)注，風(fēng)力發(fā)電技術(shù)得到了飛速的發(fā)展。常見(jiàn)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組主要有雙饋型風(fēng)電機(jī)組、永磁直驅(qū)式風(fēng)電機(jī)組以及全功率整流異步風(fēng)電機(jī)組。近年來(lái)，隨著電力電子技術(shù)的不斷發(fā)展，普通異步電機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、堅(jiān)固耐用、運(yùn)行可靠、易于維護(hù)的諸多優(yōu)點(diǎn)使得基于異步感應(yīng)電機(jī)的全功率整流風(fēng)電系統(tǒng)在整個(gè)風(fēng)力發(fā)電產(chǎn)業(yè)中越來(lái)越受到重視，全功率異步風(fēng)電機(jī)組的裝機(jī)容量正在不斷增大。本文主要針對(duì)這種風(fēng)電系統(tǒng)進(jìn)行研究和分析。 首先，本文詳細(xì)描述了整個(gè)全功率整流異步風(fēng)電系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)、工作原理以及運(yùn)行特性。建立了包括風(fēng)力機(jī)、傳動(dòng)系統(tǒng)、槳距角控制系統(tǒng)、異步電機(jī)以及雙PWM變流器在內(nèi)的數(shù)學(xué)模型。風(fēng)電機(jī)組通過(guò)雙PWM變流器連接到電網(wǎng)時(shí)，需要根據(jù)需要對(duì)變流器進(jìn)行控制。根據(jù)Park坐標(biāo)變換以及矢量解耦控制的原理，結(jié)合風(fēng)電機(jī)組的數(shù)學(xué)模型，給出了基于轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)定向的機(jī)側(cè)變流器控制策略。同時(shí)，根據(jù)網(wǎng)側(cè)變流器的數(shù)學(xué)模型，結(jié)合網(wǎng)側(cè)變流器的控制要求，得出了一種基于電網(wǎng)電壓定向的矢量控制策略。 然后，在對(duì)電力系統(tǒng)小擾動(dòng)穩(wěn)定性分析的基本原理和方法進(jìn)行了簡(jiǎn)單的介紹之后，對(duì)描述整個(gè)全功率異步風(fēng)電系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)微分方程進(jìn)行了線性化處理，得到了易于分析的小干擾方程。通過(guò)對(duì)方程的整理以及對(duì)中間變量的求解，確定了小干擾方程系數(shù)矩陣各元素的取值。根據(jù)計(jì)算出的特征值大小，分析了異步風(fēng)電系統(tǒng)在受到小干擾時(shí)的穩(wěn)定性。 最后，在Matlab/Simulink仿真平臺(tái)上搭建了全功率異步風(fēng)電系統(tǒng)的各部分的詳細(xì)模型。建立了含有異步風(fēng)電機(jī)組的單機(jī)無(wú)窮大系統(tǒng)以及三機(jī)九節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)模型。通過(guò)Simulink平臺(tái)對(duì)系統(tǒng)受到小擾動(dòng)時(shí)的運(yùn)行特性、輸出結(jié)果等方面進(jìn)行了詳細(xì)的仿真實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了通過(guò)前面的理論分析得出的結(jié)論。 【關(guān)鍵詞】：異步風(fēng)電系統(tǒng) 雙PWM變流器 小擾動(dòng)穩(wěn)定性 Matlab/Simulink
【學(xué)位授予單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：TM614
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-22
• 1.1 選題的背景及意義10-11
• 1.2 風(fēng)力發(fā)電的發(fā)展概況11-15
• 1.2.1 世界風(fēng)電的發(fā)展現(xiàn)狀11-13
• 1.2.2 我國(guó)風(fēng)電的發(fā)展現(xiàn)狀13-15
• 1.3 風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀15-18
• 1.3.1 風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的種類15-16
• 1.3.2 常見(jiàn)的變速恒頻風(fēng)電系統(tǒng)16-18
• 1.4 風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)對(duì)電網(wǎng)的影響18-21
• 1.5 本文的主要工作21-22
• 第2章 風(fēng)力機(jī)和風(fēng)能捕獲原理22-31
• 2.1 引言22
• 2.2 風(fēng)速和風(fēng)能22-23
• 2.3 風(fēng)力機(jī)及傳動(dòng)系統(tǒng)模型23-28
• 2.3.1 風(fēng)力機(jī)的工作原理23-26
• 2.3.2 傳動(dòng)系統(tǒng)模型26-27
• 2.3.3 槳距角控制系統(tǒng)27-28
• 2.4 最大風(fēng)能追蹤原理28-30
• 2.5 小結(jié)30-31
• 第3章 異步風(fēng)電機(jī)組的控制策略31-43
• 3.1 引言31
• 3.2 異步感應(yīng)電機(jī)的數(shù)學(xué)模型31-37
• 3.2.1 異步電機(jī)的等效模型31-32
• 3.2.2 三相坐標(biāo)系下的異步電機(jī)方程32-34
• 3.2.3 兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的異步電機(jī)方程34-37
• 3.3 全功率變流器的控制策略37-42
• 3.3.1 矢量解耦控制原理37-38
• 3.3.2 機(jī)側(cè)變流器控制策略38-39
• 3.3.3 網(wǎng)側(cè)變流器控制策略39-42
• 3.4 小結(jié)42-43
• 第4章 異步風(fēng)電系統(tǒng)的小擾動(dòng)穩(wěn)定性分析43-59
• 4.1 引言43
• 4.2 小擾動(dòng)穩(wěn)定性分析的基礎(chǔ)43-47
• 4.2.1 小擾動(dòng)穩(wěn)定性的概念43-45
• 4.2.2 小擾動(dòng)穩(wěn)定性分析的方法45-47
• 4.3 異步風(fēng)電系統(tǒng)的基本動(dòng)態(tài)方程47-52
• 4.3.1 系統(tǒng)方程的標(biāo)幺化47-48
• 4.3.2 異步電機(jī)的動(dòng)態(tài)方程48-49
• 4.3.3 機(jī)側(cè)控制系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)方程49-50
• 4.3.4 網(wǎng)側(cè)控制系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)方程50-51
• 4.3.5 風(fēng)力機(jī)模型的動(dòng)態(tài)方程51-52
• 4.4 異步風(fēng)電系統(tǒng)的線性化方程52-56
• 4.4.1 中間變量的處理53-55
• 4.4.2 系數(shù)矩陣各元素的求取55-56
• 4.5 特征值分析56-57
• 4.6 小結(jié)57-59
• 第5章 異步風(fēng)電系統(tǒng)的建模與仿真59-71
• 5.1 引言59
• 5.2 異步風(fēng)電系統(tǒng)的模型59-61
• 5.3 單機(jī)無(wú)窮大系統(tǒng)的仿真61-64
• 5.4 三機(jī)九節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)的仿真64-70
• 5.5 小結(jié)70-71
• 結(jié)論與展望71-73
• 參考文獻(xiàn)73-77
• 致謝77-78
• 附錄 A 攻讀碩士學(xué)位期間的學(xué)術(shù)成果78-79
• 附錄 B 異步風(fēng)電系統(tǒng)的參數(shù)79

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動(dòng)態(tài)條件下并聯(lián)補(bǔ)償對(duì)系統(tǒng)電壓小擾動(dòng)穩(wěn)定性影響的研究    賈宏杰;李聰利;莊健;

考慮小擾動(dòng)穩(wěn)定約束最優(yōu)潮流的直接解法    陳李賓;湯放奇;周任軍;胡敏;

平班水電廠單機(jī)小擾動(dòng)穩(wěn)定性試驗(yàn)研究    李凌;牟才榮;高文建;劉南平;劉蔚;

基于小擾動(dòng)穩(wěn)定域的電力系統(tǒng)概率安全分析    余曉丹;曹樹(shù)存;那廣宇;賈宏杰;

區(qū)域電力市場(chǎng)在缺電情況下的小擾動(dòng)穩(wěn)定性    黨曉強(qiáng);劉俊勇;楊可;劉繼春;劉嘉佳;

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7 500kN三缸同步壓機(jī)液電系統(tǒng)設(shè)計(jì)與調(diào)試    張小蓉;楊永軍;王建杰;徐揚(yáng);陳孝朱;

一個(gè)電系統(tǒng)的記憶效應(yīng)分析    高金;韓銘武;

太陽(yáng)光電系統(tǒng)在照明領(lǐng)域之應(yīng)用發(fā)展探討    馮文信;

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高速公路交通工程機(jī)電系統(tǒng)工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定辦法與標(biāo)準(zhǔn)的研究    張學(xué)鋒;陳飚;郭成林;

復(fù)雜微力—電系統(tǒng)的細(xì)觀結(jié)構(gòu)力學(xué)與破壞力學(xué)(提綱)    余壽文;

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“三共”活動(dòng)經(jīng)驗(yàn)交流會(huì)在疆召開(kāi)    通訊員 朱建軍 駐部隊(duì)記者 張懷敏

我州衛(wèi)星廣播電視轉(zhuǎn)星調(diào)整工作進(jìn)展順利    記者 孔云秀

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省廣電系統(tǒng)行風(fēng)建設(shè)跟蹤檢查評(píng)議會(huì)召開(kāi)    張雪飛

油田高效節(jié)能防盜電系統(tǒng)在華北油田成功實(shí)施    記者 張建峰

央視國(guó)際IPTV悄然上路    本報(bào)記者　 陳中小路

閃光的電波    本報(bào)記者 宋軒

天威視訊擬深圳上市    馬曉芳

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基于域、分岔以及遞歸投影方法的電力系統(tǒng)穩(wěn)定性分析    范孟華

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