永磁直驅(qū)型風(fēng)電系統(tǒng)低電壓穿越技術(shù)研究

【摘要】：隨著新能源的崛起,風(fēng)電在電網(wǎng)中的比例不斷增長,風(fēng)電系統(tǒng)與電網(wǎng)之間的依賴及影響也越來越深。風(fēng)電比例較高的電網(wǎng)中,若風(fēng)電系統(tǒng)在電網(wǎng)電壓跌落期間脫網(wǎng)將對電網(wǎng)造成不利影響,所以并網(wǎng)風(fēng)電系統(tǒng)應(yīng)具備故障運(yùn)行能力,直到故障清除。本文圍繞永磁直驅(qū)型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)低電壓穿越問題展開研究,對主流低電壓穿越技術(shù)進(jìn)行了深入分析探討,并通過仿真驗證了主要理論研究成果的正確性。 首先,對全球風(fēng)電發(fā)展的背景與現(xiàn)狀進(jìn)行了總結(jié)與闡述,進(jìn)而概括說明了電網(wǎng)電壓跌落對并網(wǎng)風(fēng)電這一風(fēng)電主要應(yīng)用途徑產(chǎn)生的主要不良影響,并對國內(nèi)外低電壓穿越相關(guān)規(guī)定進(jìn)行了分析,總結(jié)出量化要求。 其次,研究了永磁直驅(qū)型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)主要組成部分,包括風(fēng)力機(jī)、雙PWM變流器及永磁發(fā)電機(jī)的數(shù)學(xué)模型及運(yùn)行原理,其中機(jī)側(cè)變流器采用轉(zhuǎn)子磁場定向矢量控制,實現(xiàn)對永磁發(fā)電機(jī)的控制;網(wǎng)側(cè)變換器采用基于電網(wǎng)電壓定向矢量控制,實現(xiàn)網(wǎng)側(cè)有功功率與無功功率的解耦控制,為研究低電壓穿越技術(shù)搭建了仿真平臺。 接著,在電網(wǎng)電壓三相對稱跌落情況下,從兩方面對永磁直驅(qū)型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的跌落特性進(jìn)行了研究,并運(yùn)用仿真平臺驗證了結(jié)論的正確性。從變流器中間直流環(huán)節(jié)和網(wǎng)側(cè)部分入手,推導(dǎo)出電網(wǎng)故障對直流母線及網(wǎng)側(cè)變流器造成的過壓過流危害;然后在不同跌落程度、不同持續(xù)時間的電網(wǎng)電壓三相對稱故障下,進(jìn)行了仿真驗證,并得出了跌落程度深淺、持續(xù)時間長短對直流母線及網(wǎng)變流器的影響程度,總結(jié)出實現(xiàn)低壓穿越需要達(dá)到的控制目的。 最后,對永磁直驅(qū)型風(fēng)電系統(tǒng)的主流低電壓穿越技術(shù)進(jìn)行了研究,從工作原理、控制方法、功能及適用范圍等方面進(jìn)行了對比分析,總結(jié)了各自的優(yōu)劣性,其中直流側(cè)crowbar保護(hù)電路為優(yōu)選方案,其能夠解決電網(wǎng)故障導(dǎo)致過壓過流危害;進(jìn)而在不同跌落程度、不同持續(xù)時間的電網(wǎng)電壓三相對稱故障下,運(yùn)用仿真驗證了主要類型的直流側(cè)crowbar保護(hù)電路的正確性和有效性,側(cè)重從兩方面進(jìn)行對比分析:對直連耗能crowbar保護(hù)電路、buck耗能crowbar保護(hù)電路及儲能crowbar保護(hù)電路進(jìn)行了橫向?qū)Ρ确治?對耗能crowbar保護(hù)電路基于不同控制實現(xiàn)方法進(jìn)行了縱向?qū)Ρ确治?從控制效果,響應(yīng)速度及實現(xiàn)功能比較優(yōu)劣,并驗證理論上的正確性,進(jìn)而得出較優(yōu)的方案,在跌落程度更深、持續(xù)時間較長的電網(wǎng)電壓三相對稱故障下進(jìn)行了更進(jìn)一步的仿真驗證,提高了永磁直驅(qū)型風(fēng)電系統(tǒng)的低電壓穿越能力。 【關(guān)鍵詞】：風(fēng)力發(fā)電 直驅(qū)型風(fēng)電系統(tǒng) 電網(wǎng)電壓跌落 低電壓穿越 crowbar
【學(xué)位授予單位】：華北電力大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2011
【分類號】：TM614
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 緒論9-22
• 1.1 風(fēng)電發(fā)展背景及意義9-11
• 1.1.1 新能源崛起9-10
• 1.1.2 風(fēng)電優(yōu)勢10-11
• 1.2 世界風(fēng)電發(fā)展現(xiàn)狀11-17
• 1.2.1 國外風(fēng)電發(fā)展?fàn)顩r11
• 1.2.2 國內(nèi)風(fēng)電發(fā)展?fàn)顩r11-12
• 1.2.3 風(fēng)電發(fā)展多元化12-17
• 1.3 并網(wǎng)風(fēng)電的低壓穿越問題17-21
• 1.3.1 電網(wǎng)電壓跌落對風(fēng)電系統(tǒng)的影響17-19
• 1.3.2 低電壓穿越相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)19-21
• 1.4 本論文的主要研究內(nèi)容21-22
• 第2章 永磁直驅(qū)風(fēng)電系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型與仿真22-35
• 2.1 風(fēng)力機(jī)模型22-29
• 2.1.1 風(fēng)能資源的計算22-23
• 2.1.2 風(fēng)力機(jī)基本理論23-25
• 2.1.3 風(fēng)力機(jī)的基本運(yùn)行特性分析25-26
• 2.1.4 風(fēng)力機(jī)建模與仿真26-29
• 2.2 雙PWM 變流器模型與控制策略29-32
• 2.2.1 永磁同步電機(jī)的數(shù)學(xué)模型29-30
• 2.2.2 基于轉(zhuǎn)子磁場定向的矢量控制30-32
• 2.3 網(wǎng)側(cè)變換器控制策略32-34
• 2.3.1 網(wǎng)側(cè)變流器的數(shù)學(xué)模型32
• 2.3.2 基于電網(wǎng)電壓定向的矢量控制32-34
• 2.4 本章小結(jié)34-35
• 第3章 永磁直驅(qū)型風(fēng)電系統(tǒng)跌落特性分析與仿真35-41
• 3.1 電網(wǎng)電壓跌落描述35
• 3.2 風(fēng)電系統(tǒng)的電壓跌落響應(yīng)特性分析35-40
• 3.2.1 中間直流環(huán)節(jié)跌落特性分析35-37
• 3.2.2 網(wǎng)側(cè)變流器跌落特性分析37-38
• 3.2.3 風(fēng)電系統(tǒng)跌落特性仿真38-40
• 3.3 本章小結(jié)40-41
• 第4章 電網(wǎng)電壓對稱故障下低電壓穿越技術(shù)研究41-56
• 4.1 低電壓穿越技術(shù)對比分析41-43
• 4.1.1 基于直流側(cè)保護(hù)電路的LVRT 方案41-42
• 4.1.2 耗能Crowbar 保護(hù)電路的控制實現(xiàn)方法42-43
• 4.2 基于網(wǎng)側(cè)變流器的無功補(bǔ)償方法43-45
• 4.3 基于直流側(cè)Crowbar 保護(hù)電路的LVRT 實現(xiàn)45-53
• 4.3.1 基于不同控制實現(xiàn)方法的耗能Crowbar 保護(hù)45-51
• 4.3.2 基于儲能Crowbar 電路的LVRT 實現(xiàn)51-53
• 4.4 其它LVRT 實現(xiàn)策略53-55
• 4.4.1 變漿距控制53-54
• 4.4.2 葉尖速比控制54-55
• 4.5 本章小結(jié)55-56
• 第5章 結(jié)論與展望56-58
• 5.1 結(jié)論56-57
• 5.2 工作展望57-58
• 參考文獻(xiàn)58-62
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及其它成果62-63
• 致謝63-64
• 詳細(xì)摘要64-72

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雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)低電壓穿越技術(shù)研究    張以寧

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基于電壓移位調(diào)制技術(shù)的二極管箝位四電平逆變器    謝建;劉志剛;彭權(quán)威;

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高速電路設(shè)計中的終端匹配技術(shù)    王昕,汪至中

分布式供電和冷熱電聯(lián)產(chǎn)的前景    徐建中

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變頻技術(shù)在變速恒頻異步風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中的應(yīng)用    苑國鋒;李永東;

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PWM逆變器-感應(yīng)電機(jī)系統(tǒng)中的過電壓抑止濾波器研究    鄧文,姜建國,玉井伸三

基于下垂特性的逆變器并聯(lián)技術(shù)研究    楊淑英;張興;張崇巍;

永磁同步電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)理論及控制方案的研究    田淳,胡育文

逆變電源并聯(lián)技術(shù)    陳宏,胡育文

通用變頻器矢量控制與直接轉(zhuǎn)矩控制特性比較    趙爭鳴,袁立強(qiáng),孟朔,李崇堅

太陽能+建筑——建筑師的夢想    袁瑩;王國棟;王子文;

PWM整流器及其控制策略的研究    張興

變速恒頻風(fēng)電機(jī)組并網(wǎng)運(yùn)行模型研究及其應(yīng)用    申洪

大型風(fēng)電場接入電網(wǎng)的穩(wěn)定性問題研究    遲永寧

電壓型PWM整流器（VSR）不平衡控制策略研究    季建強(qiáng)

分布式電源接入系統(tǒng)的研究    胡成志

基于SVC考慮諧波污染的無功優(yōu)化    繆梅

風(fēng)力發(fā)電變流系統(tǒng)多重化升壓斬波器的研究    楊傳偉

供電系統(tǒng)繼電保護(hù)計算機(jī)整定計算    梁統(tǒng)珍,陳強(qiáng)

通信電源技術(shù)的進(jìn)展    朱吉都

錄音機(jī)房的電系統(tǒng)設(shè)計    薛兵，周斌

關(guān)于對我公司3KV供電系統(tǒng)進(jìn)行升壓改造的探討    劉永忠

三峽永久船閘供電系統(tǒng)安裝監(jiān)理實踐與認(rèn)識    顧丹青,王以漢

浙江省熱電系統(tǒng)能源計量研討會在紹興舉行    

含有間隙的繼電系統(tǒng)中周期振蕩的準(zhǔn)確解    陳文杰;

與大電網(wǎng)松散聯(lián)系的6kV供電系統(tǒng)無功補(bǔ)償    郝服明，沈國明

承諾兌現(xiàn)能打幾多分?——湖北省供電系統(tǒng)兌現(xiàn)服務(wù)承諾回眸    柳贊國 ,廖啟濤

淺談農(nóng)場380/220伏供電系統(tǒng)常見故障    王殿明,于坤,汪秉功

基于儲能的直驅(qū)風(fēng)電系統(tǒng)低電壓穿越控制策略    張坤;陸繼明;毛承雄;王丹;

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

一個電系統(tǒng)的記憶效應(yīng)分析    高金;韓銘武;

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

淺談永磁核磁共振的設(shè)備管理    王維強(qiáng);

無軸承永磁薄片電機(jī)試驗平臺及驅(qū)動系統(tǒng)設(shè)計    朱通;朱熀秋;孫永波;郝曉紅;

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雙PWM控制永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)研究    楊國良;陳媛媛;

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

市領(lǐng)導(dǎo)深入廣電系統(tǒng)調(diào)研    記者　 宋芳

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“三共”活動經(jīng)驗交流會在疆召開    通訊員 朱建軍 駐部隊記者 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

非常時期需“非常”合作    本報記者　徐超

省廣電系統(tǒng)行風(fēng)建設(shè)跟蹤檢查評議會召開    張雪飛

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

閃光的電波    本報記者 宋軒

天威視訊擬深圳上市    馬曉芳

全國廣電系統(tǒng)民主評議行風(fēng)活動進(jìn)展順利    記者 石艷紅

雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)低電壓穿越關(guān)鍵技術(shù)研究    程孟增

多饋入直流輸電系統(tǒng)的控制策略研究    楊衛(wèi)東

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多層結(jié)構(gòu)鐵電系統(tǒng)的物理性質(zhì)研究    吳銀忠

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永磁開關(guān)磁鏈電機(jī)結(jié)構(gòu)與控制的研究    汪昱

電網(wǎng)故障下直驅(qū)永磁同步風(fēng)電系統(tǒng)的持續(xù)運(yùn)行與變流控制    鄧秋玲

高壓直流輸電系統(tǒng)次同步振蕩阻尼特性研究    周長春

交/直流互聯(lián)電力系統(tǒng)的非線性模態(tài)分析和柔性協(xié)調(diào)控制    劉紅超

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基于GO法的中國實驗快堆核島供電系統(tǒng)可靠性分析    康曉輝

永磁直驅(qū)風(fēng)電系統(tǒng)的控制策略研究    熊萱

供電系統(tǒng)諧波分析仿真軟件研制    牛柏林

基于TSMC的直驅(qū)風(fēng)電系統(tǒng)低電壓穿越技術(shù)的研究    顏寧

供電系統(tǒng)用戶供電可靠性研究    彭金寧

磁懸浮列車供電系統(tǒng)的現(xiàn)場總線的研究    柳飛

風(fēng)/光互補(bǔ)混合發(fā)電系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計    李爽

永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)低電壓穿越控制技術(shù)研究    任亞釗

供電系統(tǒng)無功補(bǔ)償最優(yōu)技術(shù)與應(yīng)用    漆銘鈞