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风电机组低电压穿越能力测试规程
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风电机组低电压穿越功能及其应用
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风电机组低电压穿越功能及其应用
官方公共微信双馈感应风力发电机低压穿越技术的研究--《长春工业大学》2013年硕士论文
双馈感应风力发电机低压穿越技术的研究
【摘要】：低压穿越是对风力发电机组在电网电压出现跌落时,仍然保持并网的一种特定的运行功能要求。低压穿越是大型风力发电机组安全、持续并网运行必须面对和亟待解决的问题。双馈感应发电机具有容量小,控制灵活的特点,在实际运行中得到了越来越多的应用。本论文以双馈感应发电机为对象,对其低压穿越技术进行研究。
论文首先分析双馈感应发电机的结构和工作原理,在ABC三相静止坐标系和d-q两相旋转坐标系里建立双馈感应发电机及其网侧变流器的数学模型。然后通过理论分析找出制约双馈感应发电机低压穿越能力的原因,并通过仿真进行验证。
针对小值低压穿越问题,制定双馈感应发电机转子侧变流器和网侧变流器的控制策略。转子侧变流器的控制策略采取的是传统的定子磁链定向的矢量控制方法,并在此基础上进行了改进,考虑了定子电流励磁微分量的变化,仿真结果表明：改进后的控制策略比传统的控制策略能够取得更好的控制效果；网侧变流器采用的是传统的电网电压定向矢量控制策略,本系统在此基础上加入了负载电流前馈控制和电网电压前馈控制,仿真结果表明：改进后的控制策略能够减小直流母线电压的波动,这对双馈感应发电机实现小值低压穿越起到了良好的控制作用。
当电压跌落的幅值过大时,只采取改进控制策略的方法并不能起到良好的控制作用,因此必须增加硬件电路。Crowbar保护电路是应用最多的一种保护电路,文中对其电路结构和工作原理进行了详细的分析,并对其进行了仿真验证。仿真结果表明,当发生大值电压跌落时,Crowbar保护电路能够对风力发电系统起到保护的作用。
【关键词】：
【学位授予单位】：长春工业大学【学位级别】：硕士【学位授予年份】：2013【分类号】：TM315【目录】：
摘要2-3Abstract3-6第一章 绪论6-15 1.1 论文研究背景及意义6-8 1.2 风力发电系统低压穿越技术研究现状8-13
1.2.1 风力发电系统的主要类型8-10
1.2.2 风力发电系统低压穿越技术的概述10-12
1.2.3 双馈感应发电机低压穿越技术研究的现状12-13 1.3 论文研究的主要内容13-15第二章 双馈感应风力发电机的数学模型15-26 2.1 双馈感应风力发电机的工作原理15-16 2.2 风力机及其数学模型16-17 2.3 双馈感应发电机数学模型17-22
2.3.1 三相静止坐标系下双馈感应发电机的数学模型18-20
2.3.2 两相旋转坐标系下的双馈感应发电机数学模型20-22 2.4 网侧变流器数学模型22-25
2.4.1 三相静止坐标系下网侧变流器的数学模型22-24
2.4.2 两相旋转坐标系下网侧变流器的数学模型24-25 2.5 本章小结25-26第三章 电网电压跌落时DFIG的故障分析26-34 3.1 电压跌落过程中双馈感应发电机定、转子磁链分析26-28 3.2 电网故障过程中产生转子过电流和过电压的原因28-29 3.3 电压跌落对直流母线的影响29-31 3.4 电压跌落过程双馈感应发电机动态行为仿真分析31-33 3.5 本章小结33-34第四章 电网电压小幅跌落时低压穿越方案34-48 4.1 转子侧PWM变换器的控制策略34-42
4.1.1 转子侧变流器的功能34
4.1.2 转子侧PWM变流器的定子磁链定向矢量控制策略34-37
4.1.3 转子侧变流器控制策略的改进37-42 4.2 网侧变流器的控制策略的设计42-47
4.2.1 网侧变流器的功能42
4.2.2 网侧PWM变流器电网电压定向矢量控制策略42-44
4.2.3 网侧变流器控制策略的改进44-47 4.3 本章小结47-48第五章 大幅电压跌落时的Crowbar电路保护策略48-57 5.1 Crowbar保护原理48-49 5.2 Crowbar结构比较与优化49-52
5.2.1 被动式撬动保护原理49-50
5.2.2 主动式撬动保护电路介绍和分析50-51
5.2.3 新型旁路保护电路51-52 5.3 转子侧Crowbar电路仿真52-54 5.4 影响Crowbar保护效果的因素54-56
5.4.1 保护电阻对Crowbar保护的影响54-56
5.4.2 电网电压跌落对Crowbar保护的影响56 5.5 本章小结56-57第六章 结论和展望57-58致谢58-59参考文献59-63作者简介63攻读硕士学位期间研究成果63-64
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