基于CROWBAR電路的雙饋風(fēng)電機組低電壓穿越控制策略研究

【摘要】：二十一世紀(jì)以來,風(fēng)能作為新興的綠色能源,越來越多的受到關(guān)注。世界上許多國家和地區(qū)都在積極發(fā)展風(fēng)電,同樣,我國的風(fēng)電事業(yè)也在蓬勃發(fā)展。隨著風(fēng)電機組的快速發(fā)展,風(fēng)電裝機容量在電網(wǎng)中的比例越來越高,對電網(wǎng)的影響也越來越大。作為主流機型之一的雙饋風(fēng)力發(fā)電機并入電網(wǎng)后,發(fā)電機的穩(wěn)態(tài)特性、動態(tài)響應(yīng)和暫態(tài)特性對電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行有著非常大的影響。當(dāng)電網(wǎng)故障或擾動引起風(fēng)電場并網(wǎng)點的電壓跌落時,在一定的電壓跌落范圍內(nèi),風(fēng)電機組能夠不間斷并網(wǎng)運行的能力,即低電壓穿越能力,也成為近幾年的研究熱點。本文參照最新的電網(wǎng)導(dǎo)則,提出了基于crowbar電路的雙饋風(fēng)電機組低電壓穿越保護(hù)策略。文章主要包括以下內(nèi)容: (1)分析了風(fēng)電機組恒速恒頻與變速恒頻的區(qū)別,闡述了雙饋風(fēng)電機組變速恒頻運行的原理; (2)對風(fēng)電機組中的風(fēng)力機、機械軸系、雙饋電機、變流器進(jìn)行數(shù)學(xué)建模。其中,詳細(xì)演示了坐標(biāo)變換的過程,在物理模型的基礎(chǔ)上,分別推導(dǎo)出了雙饋電機在abc坐標(biāo)系下和在dq坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型; (3)電網(wǎng)電壓跌落時,對雙饋電機定、轉(zhuǎn)子過流、過壓進(jìn)行分析,詳細(xì)分析了轉(zhuǎn)子過流的產(chǎn)生過程,并利用MATLAB/Simulink工具進(jìn)行了仿真。提出了在電網(wǎng)電壓大幅跌落時,雙饋電機基于crowbar電路的保護(hù)策略; (4)介紹了兩種主流crowbar電路結(jié)構(gòu),通過對比,分別總結(jié)了active crowbar和passive crowbar的不同保護(hù)效果。然后在整流橋式active crowbar的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn),增加了檢測和控制模塊,通過仿真波形圖驗證了電路改進(jìn)的有效性?；赼ctive crowbar電路雙饋電機成功的實現(xiàn)了低電壓穿越。最后分析了影響crowbar保護(hù)效果的兩個因素:投切時刻和旁路電阻。 【關(guān)鍵詞】：雙饋感應(yīng)電機 低電壓穿越 crowbar
【學(xué)位授予單位】：河北工業(yè)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4-5
• ABSTRACT5-8
• 第一章 緒論8-16
• §1-1 課題研究背景8-10
• 1-1-1 風(fēng)能資源8-9
• 1-1-2 國內(nèi)外風(fēng)電發(fā)展現(xiàn)狀9-10
• §1-2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-15
• 1-2-1 風(fēng)電機組10-11
• 1-2-2 風(fēng)電機組并網(wǎng)11-12
• 1-2-3 低電壓穿越12-15
• §1-3 本論文的主要工作15-16
• 第二章 雙饋風(fēng)電機組的基本原理16-20
• §2-1 變速恒頻風(fēng)力發(fā)電機16-18
• 2-1-1 恒速恒頻與變速恒頻16
• 2-1-2 兩種主要機型16-18
• §2-2 雙饋變速恒頻風(fēng)力發(fā)電機的基本原理18-19
• 2-2-1 變速恒頻發(fā)電原理18-19
• 2-2-2 能量流動關(guān)系19
• §2-3 本章小結(jié)19-20
• 第三章 雙饋變速風(fēng)電機組建模20-29
• §3-1 風(fēng)力機數(shù)學(xué)模型20-21
• §3-2 機械傳動軸模型21
• §3-3 雙饋感應(yīng)發(fā)電機模型21-26
• 3-3-1 電機動態(tài)模型22-25
• 3-3-2 電機穩(wěn)態(tài)模型25-26
• §3-4 變流器模型26-28
• §3-5 本章小結(jié)28-29
• 第四章 低電壓穿越29-35
• §4-1 故障時定、轉(zhuǎn)子過壓、過流分析29-30
• §4-2 電壓大幅跌落仿真30-35
• 第五章 CROWBAR電路35-47
• §5-1 CROWBAR電路的保護(hù)原理35-36
• §5-2 CROWBAR電路的結(jié)構(gòu)36-40
• 5-2-1 Passive Crowbar36
• 5-2-2 Active Crowbar36-38
• 5-2-3 Crowbar電路仿真38-40
• §5-3 CROWBAR電路的仿真驗證40-42
• 5-3-1 Crowbar保護(hù)40-42
• §5-4 影響CROWBAR電路保護(hù)效果的因素42-46
• 5-4-1 Crowbar電路的投切時刻42-45
• 5-4-2 Crowbar電路的旁路電阻45-46
• §5-5 小結(jié)46-47
• 第六章 結(jié)論47-49
• §6-1 本文結(jié)論47
• §6-2 展望47-49
• 參考文獻(xiàn)49-52
• 致謝52

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