双馈风力发电机组变桨距控制及低电压穿越技术的研究

发布时间：2020-05-14 13:47

【摘要】：能源、环境是当今人类生存和发展所要解决的紧迫问题,开发和利用可再生能源已成为世界各国可持续发展战略的重要组成部分。风力发电作为一种清洁能源越来越被世界各国重视。在风力发电系统中,大功率的变速恒频双馈风力发电系统以低成本,高效率等优点成为当今风力发电系统中的主流。深入研究双馈风力发电机组控制技术,对于风能开发和风力发电产业发展具有十分重要的现实意义。由于风能的随机性和突发性,会对风力发电机组在执行变桨距的控制产生一定的影响,为此通过对变桨距控制器的研究,实现对功率的稳定输出和风力发电系统的稳定运行。当电网不平衡或出现电压跌落时,双馈发电机发生震荡从而影响电能质量。针双馈风力发电机组变桨距及低电压穿越的研究,本文主要工作如下:(1)本文首先从风力发电机空气动力学入手,分析变桨距的基本规律。由于风电机组具有多变量、非线性等特点,传统的PID控制器在风力发电的变桨距控制中难以获得理想的控制效果,所以采用模糊RBF神经网络理论和PID相结合来设计变桨距控制。通过在MATLAB/Simulink上搭建整体模型并进行仿真,来表明这种变桨距控制的优越性。(2)在电网电压出现三相不平衡时,传统的矢量控制策略电流控制环PI调节并不能快速有效恢复电压平衡。首先分析双馈风力发电机的正负序特性以及当电压不平衡时对双馈风力发电机网侧变频器、机侧变频器、直流母线的影响。设计陷波器,通过对机侧和网侧变频器进行滤波处理,然后对其进行正负序分解控制。并在MATLAB/Simulink上搭建模型,通过仿真验证添加陷波的矢量控制策略能有效抑制直流母线电压、转子电流谐波。(3)通过电网出现电压跌落时双馈风力发电机的暂态分析,基于一种交直流复用Crowbar低电压穿越策略,采用Maxwell和Simplorer联合建模仿真,通过仿真验证该方案的可行性。
【图文】：

第 2 章 双馈风力发电机组建模分析第 2 章 双馈风力发电机组建模分析双馈风力发电机组是目前应用最为广泛的风力发电机组。整个系统主要齿轮箱，机侧变频器以及网侧变频器构成。其中双馈发电机里面的定子网之间是直接相连，而转子绕组则是利用变频器实现与电网的连接[28]，构如下图 2-1 所示：

图 2-2 风力机气流图Fig 2-2Wind turbine flow chart通过风轮的气流截面积，V 为实际风速；1S 为上上游的风速；2S 为下游通过风轮的气流截面积及流体力学连续方程可得：1122S V SV SV理可得到风力机桨叶的受力： 1212dtdmF V V SVV V吸收功率为： 122P FV SVV V前后的动能变化可以表述为： 222211
【学位授予单位】：湖北民族大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TM315

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本文编号：2663445