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双馈风力发电机并网谐波抑制的研究

发布时间:2019-03-05 20:56
【摘要】:双馈风力发电机并网运行时,定子绕组与电网直接相连,这一特性导致风机的并网会给电网带来很多的问题,其中谐波问题带来的影响不容忽视,谐波会给风力发电系统的安全可靠运行带来很大威胁。为解决双馈风力发电机带来的谐波问题,本文在双馈风机定子侧采用了有源滤波器,在转子侧采取了在其控制策略中加入PIR谐振控制器的谐波抑制措施,从而达到更好的改善风电并网电能质量的目的。本文首先对双馈风力发电机的原理以及谐波来源进行分析。在此基础上,对风机定子侧采用可动态抑制谐波的有源滤波器进行谐波抑制,分析了有源滤波器的谐波检测算法,在传统i_p-i_q谐波检测算法基础上对低通滤波器进行改进,用优化的Butterworth滤波器和平均值算法代替传统低通滤波器,提高谐波检测算法的动态响应速度的同时有效滤除纹波。对有源滤波器采用改进滞环控制策略进行控制,优化参数,解决滞环控制环宽与精度之间的矛盾,同时快速补偿并网谐波电流。其次,对风机转子侧采用优化控制策略的方法抑制5、7次主要谐波,建立背靠背变流器模型,根据控制目标推导变流器的基本控制策略,设计抑制5、7次谐波的PIR谐振控制器,并在定子侧变流器和网侧变流器控制策略中加入PIR控制器,加强对谐波电流的控制能力。在MATLAB/SIMULINK仿真环境下建立了双馈发电系统模型,分别对谐波检测算法、以及谐波补偿策略进行了仿真分析。仿真结果表明本文采用的谐波抑制策略可有效的降低双馈风力发电机并网电流的谐波畸变率,提高电能质量。
[Abstract]:In the grid-connected operation of the double-fed wind-driven generator, the stator winding is directly connected with the power grid, which leads to a lot of problems to the power grid, and the influence of the harmonic problem can not be ignored, and the harmonic can pose a great threat to the safe and reliable operation of the wind power generation system. In order to solve the harmonic problem brought by the double-fed wind driven generator, an active filter is adopted in the stator side of the double-fed fan, and the harmonic suppression measures of the PIR resonance controller are added in the control strategy of the rotor side, so that the purpose of better improving the quality of the wind power grid-connected electric energy is achieved. In this paper, the principle and the harmonic source of the double-fed wind-driven generator are analyzed. On this basis, the harmonic suppression is carried out on the stator side of the fan by the active filter which can restrain the harmonic, the harmonic detection algorithm of the active filter is analyzed, the low-pass filter is improved on the basis of the traditional i _ p-i _ q harmonic detection algorithm, The optimized Butterworth filter and the average algorithm are used to replace the traditional low-pass filter, and the dynamic response speed of the harmonic detection algorithm can be improved, and the ripple can be effectively filtered. The active filter is controlled by the improved hysteresis control strategy, the parameters are optimized, the contradiction between the hysteresis width and the precision is solved, and the grid-connected harmonic current is quickly compensated. secondly, the method for optimizing the control strategy on the rotor side of the fan is used for inhibiting the main harmonic waves of 5 and 7 times, establishing a back-to-back converter model, deriving a basic control strategy of the current transformer according to the control target, and designing a PIR resonance controller for inhibiting the 5 and 7 harmonics, And a PIR controller is added to the control strategy of the stator-side converter and the grid-side converter, and the control capability of the harmonic current is enhanced. In the simulation environment of MATLAB/ SIMULINK, a double-fed power generation system model is established, and the harmonic detection algorithm and the harmonic compensation strategy are simulated and analyzed. The simulation results show that the harmonic suppression strategy adopted in this paper can effectively reduce the harmonic distortion rate of the grid-connected current of the double-fed wind-driven generator and improve the electric energy quality.
【学位授予单位】:西安理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TM315;TM761

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本文编号:2435279

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