電網(wǎng)故障下雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)控制策略研究 碩士畢業(yè)論文

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1、碩士學(xué)位論文電網(wǎng)故障下雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)控制策略研究ControlStrategyofDoubly-FedWindGenerationSystemforPowerGridFault2012年12月摘要隨著風(fēng)力發(fā)電產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，風(fēng)電機(jī)組是否具備低電壓穿越能力已成為影響其并網(wǎng)運(yùn)行的關(guān)鍵因素。本文圍繞雙饋風(fēng)電機(jī)組的低電壓穿越能力，針對電網(wǎng)故障情況下雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的控制策略展開研究，完成的主要工作和取得的成果如下：（1）建立了雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子側(cè)和網(wǎng)側(cè)變換器在dq同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型，分析了基于定子（電網(wǎng)）電壓定向的轉(zhuǎn)子側(cè)和網(wǎng)側(cè)變換器矢量

2、控制策略，實(shí)現(xiàn)了定子輸出有功和無功功率的解耦控制，保證了直流母線電壓的穩(wěn)定。（2）分析了電網(wǎng)電壓跌落時(shí)雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)定子磁鏈暫態(tài)變化過程，找到轉(zhuǎn)子過電壓、過電流的根本原因?；贛atlab/Simulink仿真軟件建立了完整的雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的仿真模型，并對電網(wǎng)電壓跌落故障情況下雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)的運(yùn)行特性進(jìn)行了仿真分析，分析結(jié)果表明必須采取相應(yīng)的措施來提高雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)的低電壓穿越能力。（3）建立了同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下計(jì)及定子勵磁電流動態(tài)變化的雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)的精確數(shù)學(xué)模型，在該模型的基礎(chǔ)上，提出了電網(wǎng)電壓跌落時(shí)雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的低電壓穿越控制策

3、略，包括轉(zhuǎn)子側(cè)和網(wǎng)側(cè)控制策略。其中轉(zhuǎn)子側(cè)變換器低電壓穿越控制策略在電網(wǎng)故障時(shí)能消除定子磁鏈直流分量及負(fù)序分量；網(wǎng)側(cè)變換器低電壓穿越控制策略是基于網(wǎng)側(cè)變換器輸入功率與輸出功率平衡而提出的，在電網(wǎng)故障時(shí)能及時(shí)跟蹤轉(zhuǎn)子側(cè)輸入瞬時(shí)功率的變化，將直流母線電壓的波動限制在一定范圍內(nèi)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了所提出的控制策略在電網(wǎng)電壓跌落時(shí)，能夠抑制雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)的定、轉(zhuǎn)子過電流和直流母線電壓的波動，提高了雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)低電壓穿越能力。關(guān)鍵詞：風(fēng)力發(fā)電；雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)；低電壓穿越；電網(wǎng)故障；控制策略10碩士學(xué)位論文AbstractWiththecontinuou

4、sdevelopmentofthewindpowerindustry,thecapabilitythatwhethercanwindturbinelowvoltageridethroughornothasbecomethekeyimpactwhenconnectedtothegridoperation.Thispaperfocusesonthelowvoltageridethroughcapabilityofthedoubly-fedwindgenerationanddoesaresearchoncontrolstrategyofdoub

5、ly-fedwindgenerationsystemforpowergridfault,themainworkdoneandresultsachievedisasfollows:(1)ThispaperestablishedthemathematicalmodelsoftheDFIGrotorsideconverterandthegridsideconverterinthed-qsynchronousrotationalreferenceframe.Thestator(grid)voltageorientedvectorcontrolte

6、chnologyisusedontherotorsideconverterandthegridsideconvertertoachievedecouplingcontrolofactivepowerandreactivepower,andmaintainingtheDClinkvoltageconstant.(2)TheanalysisofDFIGstatorfluxtransientperiodunderthegridvoltagedipisresearched,thecauseofstatorandrotorovercurrentar

7、efound.ThecompletesimulationmodelofDFIGhasbeenestablishedbasedontheMatlab/Simulinksimulationsoftware,thesimulationresultofoperationperformanceofDFIGundergridvoltagedipshowsthattheLVRTabilitymustbeenhancedtoprotectDFIG.(3)ThispaperestablishedtheprecisemathematicalmodelofDF

8、IGthatthestatorexcitationcurrentisconsideredinthesynchronousrotationalreferenceframe.TheLVRTcont