電網(wǎng)故障下全功率型風(fēng)電機(jī)組暫態(tài)穿越研究

【摘要】：隨著風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)容量的迅猛增加，電網(wǎng)故障時風(fēng)電機(jī)組的運(yùn)行特性已經(jīng)影響到電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定性，如何優(yōu)化風(fēng)電機(jī)組在電網(wǎng)故障時的暫態(tài)響應(yīng)，滿足不斷發(fā)展的電網(wǎng)準(zhǔn)則的要求，是解決風(fēng)電―并網(wǎng)難‖必須研究的課題。本論文以全功率型風(fēng)電系統(tǒng)為研究對象，主要分析在電網(wǎng)故障發(fā)生和恢復(fù)的暫態(tài)過程中并網(wǎng)點(diǎn)電壓突變對其造成的沖擊，并提出控制優(yōu)化策略。 本文首先介紹了全功率型風(fēng)電系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理，建立了網(wǎng)側(cè)變換器的數(shù)學(xué)模型。然后結(jié)合網(wǎng)側(cè)變換器的典型控制系統(tǒng)以及鎖相環(huán)的動態(tài)響應(yīng)特性，分析了電網(wǎng)對稱故障下并網(wǎng)點(diǎn)電壓相位突變造成的風(fēng)電系統(tǒng)暫態(tài)不可控性，改進(jìn)了同步信號檢測技術(shù)，引入了基于同步誤差前饋的控制方法。分析了不對稱故障下對網(wǎng)側(cè)變換器進(jìn)行負(fù)序分量控制以及快速定向于正序同步信號的必要性，介紹了基于正、負(fù)序信號分離的正序同步信號提取方式，在此基礎(chǔ)上在控制系統(tǒng)中引入了正、負(fù)序同步誤差前饋。最后，對于全功率型風(fēng)電系統(tǒng)的過電壓穿越能力進(jìn)行了研究，分析了電網(wǎng)故障恢復(fù)時風(fēng)機(jī)并網(wǎng)點(diǎn)發(fā)生過電壓的機(jī)理，研究了不同過電壓程度下風(fēng)電系統(tǒng)的暫態(tài)響應(yīng)過程和最終穩(wěn)定狀態(tài)，并提出了應(yīng)對過電壓的運(yùn)行策略。在MATLAB/SIMUlink中搭建了2MW的全功率型風(fēng)電系統(tǒng)模型，對以上分析結(jié)果和改善策略進(jìn)行了仿真驗(yàn)證。 【關(guān)鍵詞】：風(fēng)力發(fā)電 全功率型風(fēng)電機(jī)組 電網(wǎng)準(zhǔn)則 電網(wǎng)電壓相位檢測 過電壓穿越
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：TM614
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 1 緒論8-13
• 1.1 課題背景8-9
• 1.2 風(fēng)力發(fā)電技術(shù)概述9-10
• 1.3 電網(wǎng)故障下風(fēng)機(jī)的穿越運(yùn)行10-11
• 1.4 論文的主要研究內(nèi)容11-13
• 2 全功率型風(fēng)電機(jī)組并網(wǎng)變換器數(shù)學(xué)模型及控制策略13-18
• 2.1 網(wǎng)側(cè)變換器的數(shù)學(xué)模型13-16
• 2.2 網(wǎng)側(cè)變換器的控制策略16-17
• 2.3 本章小結(jié)17-18
• 3 電網(wǎng)對稱故障下全功率型風(fēng)電機(jī)組的暫態(tài)可控性研究18-35
• 3.1 全功率型風(fēng)電機(jī)組網(wǎng)側(cè)變換器暫態(tài)可控性分析18-24
• 3.2 全功率型風(fēng)電機(jī)組網(wǎng)側(cè)變換器暫態(tài)可控性的優(yōu)化策略24-29
• 3.3 仿真驗(yàn)證29-34
• 3.4 本章小結(jié)34-35
• 4 電網(wǎng)不對稱故障下風(fēng)機(jī)網(wǎng)側(cè)變換器的同步定向研究35-50
• 4.1 基于正、負(fù)序電流調(diào)節(jié)器的網(wǎng)側(cè)變換器典型控制系統(tǒng)35-37
• 4.2 電網(wǎng)電壓正、負(fù)序分量相位提取37-45
• 4.3 基于正、負(fù)序同步誤差前饋的暫態(tài)控制方式45-48
• 4.4 本章小結(jié)48-50
• 5 電網(wǎng)故障恢復(fù)過電壓下全功率型風(fēng)電機(jī)組的暫態(tài)穿越50-57
• 5.1 電網(wǎng)故障恢復(fù)過電壓的發(fā)生機(jī)理50-51
• 5.2 并網(wǎng)點(diǎn)過電壓下全功率型風(fēng)電機(jī)組的暫態(tài)響應(yīng)分析51-55
• 5.3 電網(wǎng)故障過電壓下全功率型風(fēng)電機(jī)組的控制策略55-56
• 5.4 本章小結(jié)56-57
• 6 總結(jié)與展望57-59
• 6.1 全文總結(jié)57
• 6.2 課題展望57-59
• 致謝59-60
• 參考文獻(xiàn)60-63

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