雙饋型風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行控制策略及風(fēng)電場(chǎng)建模研究

【摘要】：風(fēng)力發(fā)電作為實(shí)現(xiàn)風(fēng)能開(kāi)發(fā)和利用的一種有效方式，近年來(lái)在國(guó)內(nèi)外得到了迅速的發(fā)展和廣泛的研究，其中，雙饋發(fā)電機(jī)組由于優(yōu)點(diǎn)突出而成為目前風(fēng)電研究中的主流機(jī)型。低電壓穿越是目前限制風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行和利用的最大障礙，對(duì)常規(guī)控制策略進(jìn)行改進(jìn)和研究以提升機(jī)組的低電壓穿越能力顯得十分必要。同時(shí)隨著風(fēng)電接入容量的不斷增大，其對(duì)電力系統(tǒng)的影響越來(lái)越大，為了準(zhǔn)確計(jì)及風(fēng)電場(chǎng)對(duì)電力系統(tǒng)的影響，開(kāi)展風(fēng)電場(chǎng)等值建模方面的工作有著重要的意義。本文以雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)組為研究對(duì)象，在雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的建模仿真、運(yùn)行控制以及風(fēng)電場(chǎng)等值建模等方面進(jìn)行了深入研究，并得到了一些創(chuàng)新性的研究成果。本文的主要研究?jī)?nèi)容歸納如下： 1.分析了雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)和運(yùn)行理論，在矢量控制技術(shù)下，對(duì)旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下雙饋機(jī)組的數(shù)學(xué)模型、功率關(guān)系進(jìn)行了詳細(xì)推導(dǎo)，確立了定子磁鏈和電網(wǎng)電壓定向下的轉(zhuǎn)子側(cè)和網(wǎng)側(cè)功率變換器的常規(guī)控制模型。在PSCAD/EMTDC仿真平臺(tái)上搭建仿真模型，驗(yàn)證了常規(guī)控制策略的有效性，針對(duì)風(fēng)速擾動(dòng)和電網(wǎng)故障兩種情況，對(duì)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)和暫態(tài)運(yùn)行特性進(jìn)行了較為詳盡的分析。 2.針對(duì)常規(guī)控制策略在電網(wǎng)故障情況下造成轉(zhuǎn)子電流過(guò)分增長(zhǎng)、直流母線電壓波動(dòng)過(guò)大、有功功率和無(wú)功功率波動(dòng)大，難以滿足雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)組低電壓穿越技術(shù)要求這一問(wèn)題，在對(duì)雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)組暫態(tài)特性進(jìn)行分析研究的基礎(chǔ)上，提出了在轉(zhuǎn)子側(cè)變換器進(jìn)行定子磁鏈補(bǔ)償、轉(zhuǎn)子負(fù)序電流補(bǔ)償控制，在網(wǎng)側(cè)變換器進(jìn)行前饋功率補(bǔ)償及兩側(cè)無(wú)功功率進(jìn)行協(xié)調(diào)控制的改進(jìn)控制策略，并在仿真平臺(tái)上驗(yàn)證了本文所提改進(jìn)控制策略的有效性。 3.針對(duì)目前有關(guān)雙饋型風(fēng)電機(jī)組構(gòu)成的風(fēng)電場(chǎng)建模操作復(fù)雜、精度不高等問(wèn)題，基于雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的控制策略和運(yùn)行特點(diǎn)，提出了一種簡(jiǎn)化的受控電流源形式的風(fēng)電場(chǎng)等值建模方法，并通過(guò)在風(fēng)速波動(dòng)和電網(wǎng)故障兩種情況下，對(duì)等值前后風(fēng)電場(chǎng)詳細(xì)模型和簡(jiǎn)化模型進(jìn)行仿真對(duì)比，驗(yàn)證了所述等值方法的有效性，并對(duì)誤差來(lái)源進(jìn)行了探討和分析。 【關(guān)鍵詞】：風(fēng)力發(fā)電 雙饋發(fā)電機(jī) 低電壓穿越 風(fēng)電場(chǎng)建模
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號(hào)】：TM743
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-7
• 目錄7-9
• 第一章 緒論9-17
• 1.1 研究背景及意義9-10
• 1.2 研究現(xiàn)狀10-15
• 1.2.1 有關(guān)雙饋風(fēng)電機(jī)組的運(yùn)行控制技術(shù)的研究11
• 1.2.2 有關(guān)風(fēng)電機(jī)組的低電壓穿越研究11-13
• 1.2.3 有關(guān)風(fēng)電場(chǎng)等值的研究13-15
• 1.3 本文主要的研究?jī)?nèi)容15-17
• 第二章 雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的運(yùn)行和控制策略研究17-29
• 2.1 引言17
• 2.2 雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及功率流向17-18
• 2.3 雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的等效電路和基本方程18-22
• 2.3.1 d-q坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型19-21
• 2.3.2 定子磁鏈定向矢量控制原理分析21-22
• 2.4 雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型和穩(wěn)態(tài)控制策略研究22-28
• 2.4.1 轉(zhuǎn)子側(cè)控制策略研究22-25
• 2.4.2 網(wǎng)側(cè)控制策略研究25-28
• 2.5 本章小結(jié)28-29
• 第三章 雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的建模與仿真分析29-46
• 3.1 引言29
• 3.2 仿真軟件的選擇29-30
• 3.3 風(fēng)速模型30-33
• 3.3.1 基本風(fēng)30
• 3.3.2 陣風(fēng)30-31
• 3.3.3 漸變風(fēng)31-32
• 3.3.4 隨機(jī)風(fēng)32-33
• 3.4 風(fēng)力機(jī)模型33-34
• 3.5 雙饋發(fā)電機(jī)模型34
• 3.6 功率變換器模型34-37
• 3.7 雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)模型37
• 3.8 變速恒頻雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的仿真結(jié)果及運(yùn)行特性分析37-45
• 3.8.1 風(fēng)速波動(dòng)37-42
• 3.8.2 故障擾動(dòng)42-45
• 3.9 本章小結(jié)45-46
• 第四章 電網(wǎng)電壓跌落情況下雙饋風(fēng)電機(jī)組的改進(jìn)控制策略研究46-58
• 4.1 引言46
• 4.2 電網(wǎng)電壓跌落情況下改進(jìn)控制策略46-57
• 4.2.1 轉(zhuǎn)子側(cè)改進(jìn)控制策略46-50
• 4.2.2 網(wǎng)側(cè)改進(jìn)控制策略50-54
• 4.2.3 轉(zhuǎn)子側(cè)和網(wǎng)側(cè)功率變換器的無(wú)功功率協(xié)調(diào)控制54-57
• 4.3 本章小結(jié)57-58
• 第五章 基于雙饋型風(fēng)電機(jī)組的風(fēng)電場(chǎng)等值建模研究58-71
• 5.1 引言58
• 5.2 考慮尾流效應(yīng)的風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)速模型及計(jì)算58-60
• 5.3 風(fēng)電場(chǎng)等值建模方法60-65
• 5.3.1 關(guān)于有功功率等值的考慮61-63
• 5.3.2 關(guān)于無(wú)功功率等值的考慮63-65
• 5.4 等值模型有效性的驗(yàn)證65-69
• 5.5 誤差原因分析69-70
• 5.6 本章小結(jié)70-71
• 第六章 總結(jié)與展望71-73
• 參考文獻(xiàn)73-78
• 附錄78-79
• 攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果79-80
• 致謝80-81
• 附件81

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800MW機(jī)組DCS系統(tǒng)及問(wèn)題與對(duì)策    潘書(shū)林;孫笑;袁宏宇;

上海石化CFB機(jī)組控制技術(shù)世界領(lǐng)先    記者 呂向榮通訊員 吳飛

在自動(dòng)化控制領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)“中國(guó)制造”    黃全權(quán)常玉潔

搶占百萬(wàn)千瓦機(jī)組汽輪機(jī)控制制高點(diǎn)    吳科

兆瓦級(jí)風(fēng)電機(jī)組狀態(tài)監(jiān)測(cè)及故障診斷研究    單光坤

雙饋風(fēng)電機(jī)組模型預(yù)測(cè)控制研究    井艷軍

永磁式直驅(qū)風(fēng)電機(jī)組控制技術(shù)研究    劉穎明

變速恒頻雙饋風(fēng)電機(jī)組動(dòng)態(tài)模型及并網(wǎng)控制策略的研究    李晶

變速恒頻風(fēng)電機(jī)組并網(wǎng)故障機(jī)理與分析模型研究    歐陽(yáng)金鑫

變速風(fēng)電機(jī)組的虛擬慣性與系統(tǒng)阻尼控制研究    張祥宇

大型雙饋風(fēng)電機(jī)組動(dòng)態(tài)載荷控制策略研究    王曉東

低風(fēng)速風(fēng)電機(jī)組風(fēng)輪氣動(dòng)優(yōu)化設(shè)計(jì)及優(yōu)化控制研究    宋海輝

變速恒頻雙饋風(fēng)電機(jī)組最優(yōu)功率控制研究    劉姝

變速風(fēng)電機(jī)組風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)的系統(tǒng)電壓穩(wěn)定性研究    李先奇

變速恒頻風(fēng)力發(fā)電機(jī)組控制技術(shù)研究    莫品豪

基于運(yùn)行數(shù)據(jù)的風(fēng)電機(jī)組狀態(tài)監(jiān)測(cè)研究    王羽

風(fēng)電機(jī)組的優(yōu)化選型與布置研究    李剛

雙饋風(fēng)電機(jī)組參與電力系統(tǒng)調(diào)頻的策略研究    李曉鈺

大型雙饋風(fēng)電機(jī)組多目標(biāo)優(yōu)化控制    侯世旭

多兆瓦風(fēng)電機(jī)組獨(dú)立變槳系統(tǒng)控制策略的研究與應(yīng)用    劉國(guó)祥

風(fēng)電機(jī)組獨(dú)立變槳控制策略的研究    龔宇琴

風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)與分析    朱雯

基于PSCAD/EMTDC的變速風(fēng)電機(jī)組控制系統(tǒng)仿真研究    馮雙磊

雙饋型風(fēng)電機(jī)組接入對(duì)電力系統(tǒng)功角穩(wěn)定性的影響    于強(qiáng)