风电系统中双馈发电机的并网试验平台研究

发布时间：2019-10-28 19:56

【摘要】：随着双馈发电机在风电系统中的广泛应用,研究其并网时的特性,从而分析其对电网的影响变得越来越有应用价值。由于风电机组出厂检验只是针对单一的各个部件并不具有宏观整体性,再加上真实并网环境的复杂与操作困难以及相关资质认定需要大量的数据资料,所以搭建一个模拟试验平台越来越具有实际应用价值。本文首先介绍了双馈风电机组的运行原理及其相关理论特性并搭建风轮系统数学模型,通过仿真计算得出不同风速下风轮的输出转矩与转速。其次分析传统的双馈风电机组试验,设计合适的双馈机组试验平台方案。然后通过仿真计算说明了利用变频调速系统模拟真实条件下风轮驱动的可行性。最后通过真实的试验平台实验对前述试验平台设计方案进行论证。本文主要的研究内容如下:(1)介绍了双馈风电机组(包括结构及运行原理)及其相关理论特性,并搭建风轮数学模型,通过仿真计算得出不同风速下风轮的输出转矩与转速。(2)介绍了传统的风电机组出厂检验和风场试验,利用变频调速系统模拟真实情况下的风轮输入,设计一个2.5MW双馈风电机组的试验平台方案。(3)通过仿真计算说明了利用拖动电机搭建的试验平台可以模拟真实情况下的双馈风电机组并网试验。(4)根据第三章制定出的试验平台方案,搭载2.5MW双馈风电机组的试验平台,通过实验模拟双馈发电机并网前后的相关特性,对理论试验平台方案进行实验论证。
【图文】：

风电机组,双馈,变速恒频,组成图

第 2 章双馈风电机组中风轮系统仿真研究1 引言风电机组通过风轮吸收风能并将其转化为机械能，再通过传动系统将机递给发电机转轴，最终将机械能转化为电能。但是风能的波动性和随机性使风电机组的输出对电网产生不良影响。本章详细介绍了双馈风电机组的运行原理，搭建风轮系统模型，，对其进行仿真研究。2 双馈风电机组结构及原理双馈风电机组主要由风轮（叶片和轮毂）、传动机构（齿轮箱）、发电器)、塔架、偏航系统、刹车装置等组成。双馈异步发电机的并网结构中器一端与发电机的转子绕组连接，另外一端与电网连接，主控系统通过预好的控制策略调整转子绕组的励磁电流的幅值、相位、频率的大小来控制输出。其基本结构图如图 2-1 所示。

系统模型图,风轮,系统模型,转矩

图 2-2 风轮系统模型模型公式sPpsC3121 ，叶尖速比公式vwRvR 2 nSRT22 可得转矩公式：3NN2310PΩ0.5 VRMCwP转矩(kg/m3)系数m/s)径(m)
【学位授予单位】：华北电力大学(北京)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TM315

【引证文献】