一种多功能固态限流器及其在风电场并网中的应用研究

发布时间：2017-10-15 10:17

  本文关键词：一种多功能固态限流器及其在风电场并网中的应用研究

  更多相关文章： 低电压穿越 动态电压补偿 刹车制动电阻 故障限流 电能质量

【摘要】：随着电网规模日益扩大,风力发电已成为电能的一个重要来源。为解决风力发电存在的一些自身弊端,各国学者进行了广泛的研究。但如何使风力发电成为大范围、高效率的发电方式仍然需努力,同时这也是建设智能电网与坚强电网的内在需要。首先,在调研了国内外风力发电技术与固态限流器研究现状与发展趋势的基础上,依托于国家基金项目,分析了将固态限流器应用于改良风电场并网性能的现实意义与应用前景,并得出结论。接着,介绍了两种应用于风电场低电压穿越的电压调节装置,即动态电压调节器(Dynamic Voltage Regulator DVR)与串联刹车制动电阻(Series Dynamic Draking Resistors SDBR)。分别介绍了DVR与SDBR的拓扑结构与工作机理。在此基础上,提出了一种适用于风电场低电压穿越的多功能固态限流器(下文简称“新型多功能固态限流器”)的新型拓扑结构,并通过简化拓扑结构详细分析了工作机理。最后,分别对DVR、SDBR与新型多功能固态限流器三者进行了功能性仿真分析,验证了新型拓扑结构与工作机理的正确性。最后,先从理论上分析了新型多功能固态限流器接入风机并网口调节电压的可行性,在此基础上,提出了一种新型多功能固态限流器的复合控制策略。并在电网电压分别跌落5%、20%、50%、80%、90%五种情形下进行新型多功能固态限流器提高风电场低电压穿越能力的仿真。经过分析,得出了新型多功能固态限流器能很好地提高风电场低电压穿越能力的结论。为了验证理论的正确性,设计了一台新型多功能固态限流器实验样机,具有动态电压补偿、故障限流与SDBR固定电压抬升三种功能。经过多次硬件测试与调试,分别得到了三种功能的实验样机波形图,验证了理论的正确性与可行性。
【关键词】：低电压穿越 动态电压补偿 刹车制动电阻 故障限流 电能质量
【学位授予单位】：湖南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM471;TM614
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-18
• 1.1 选题背景10-11
• 1.2 风力发电技术的研究现状11-14
• 1.3 固态限流器的发展及其应用状况14-16
• 1.4 本文研究内容与研究意义16-18
• 第2章 一种适用于风电场低电压穿越的新型多功能固态限流器18-29
• 2.1 风电场电压调节的两种典型装置18-21
• 2.1.1 DVR调节电压分析18-19
• 2.1.2 SDBR调节电压分析19-21
• 2.2 新型多功能固态限流器的拓扑结构与工作机理21-27
• 2.2.1 新型多功能固态限流器的拓扑结构21-24
• 2.2.2 多功能固态限流器的工作机理24-27
• 2.3 仿真分析27-28
• 2.3.1 DVR调节电压仿真分析27
• 2.3.2 SDBR调节电压仿真分析27-28
• 2.3.3 新型多功能固态限流器调节电压仿真分析28
• 2.4 本章小结28-29
• 第3章 新型多功能固态限流器控制策略与仿真分析29-43
• 3.1 新型多功能固态限流器接入风机并网接口可行性29-32
• 3.2 新型多功能固态限流器控制策略32-38
• 3.2.1 典型电压调节控制策略分析32-33
• 3.2.2 新型多功能固态限流器控制策略分析33-38
• 3.3 新型多功能固态限流器仿真分析38-42
• 3.4 本章总结42-43
• 第4章 新型多功能固态限流器实验样机平台硬件设计43-52
• 4.1 硬件结构与参数设计43-45
• 4.2 硬件电路与保护设计45-51
• 4.2.1 调理电路设计45-49
• 4.2.2 驱动电路设计49
• 4.2.3 硬件保护设计与并网设计49-51
• 4.3 本章小结51-52
• 第5章 新型多功能固态限流器实验样机平台软件设计52-63
• 5.1 样机工作流程设计52-53
• 5.2 软件保护设计53-54
• 5.3 CCS程序设计54-57
• 5.3.1 DSP接口初始信号设计55-56
• 5.3.2 采样比例系数的设计56-57
• 5.3.3 补偿限流功能切换程序设计57
• 5.4 现场调试关键点57-59
• 5.5 样机调试波形59-62
• 5.5.1 限流功能投切波形60
• 5.5.2 动态电压补偿功能波形60-61
• 5.5.3 SDBR功能投切波形61-62
• 5.6 本章小结62-63
• 总结与展望63-65
• 参考文献65-69
• 致谢69-70
• 附录A 攻读学位期间所发表的学术论文70

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本文编号：1036547