直驱永磁风力发电机组低电压穿越研究
发布时间：2021-01-15 05:35
风力发电已成为近年来新能源发电领域最重要的部分,风力发电在电网中的比重逐年增加。电网故障期间的风电离网运行将影响电网的稳定性。目前许多国家已经制定了相应的电网故障运行标准,对电网故障的运行时间和不脱网运行提出了详细的要求,并向大电网输出无功功率,以支持电压暂降期间的电压恢复,直到电网故障消除。本主要的研究重心放在直驱低电压穿越技术上,对两种故障状态进行了分析和对比,MATLAB仿真验证了理论研究的正确性。首先介绍和分析了直驱永磁风力发电系统的数学模型和基本控制方法,包括风力发电机的基本特性,风能捕获原理,以及直驱永磁发电机的数学模型。研究了机侧变流器的数学模型和零d轴矢量控制原理。在对机侧和网侧PWM变换器之间的功率传输特性进行理论研究的基础上,建立中间环节的数学模型。为直驱永磁风力发电系统的低压导线技术的模型构建和仿真提供了基本的数学模型和理论依据。其次,讨论了当出现对称故障时电网电压暂降对风电系统运行的影响。针对直流环节不平衡功率,介绍了传统的保护方法。针对现有方法的不足,提出了一种基于机侧功率前馈控制和Crowbar卸载电路相结合的改进型低压穿越技术,该技术消耗了直流侧冗余不平衡...
【文章来源】：沈阳工业大学辽宁省
【文章页数】：60 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图1.1双馈风力发电结构示意图
图 1.1 双馈风力发电结构示意图Fig. 1.1 Schematic diagram of the doubly-fed wind turbine双馈风力发电系统旋转带动风机转动，通过传动装置将机械能传递给双馈发电机，在此期间，定子侧主要是进行整流过程，转子侧变流器在通过逆变转换为交流电。直驱式机组没有复杂的传功装置，一般使用的时永磁同步电机。如图 1.2 所示永磁同步电机通过转动永磁体来励磁，省略齿轮箱等传动设备，日常使用更加简单方便。直驱永磁风力发电机组同步全功率变流与电网相连，方便高效为网侧提供无功功率增加电网稳定性。
根据空气动力学中气体惯性可知当风推动风力机旋转后，此时风速不会立刻说明此时风能尚未被完全利用。风力机旋转所获得的功率wtP 和风中蕴含的P 的关系可以用风能利用系数pC 来表示[15]：PCPwtp 风能利用系数pC 取决于叶尖速比 和桨距角 。桨距角声为叶片翼弦也叶片夹角[16]。叶尖速比 的定义如下:V R ， 为桨叶的旋转角速度，R 为桨叶半径。2 风力机的最大风能捕获风力发电的获取如图 2.1 所示，风能利用系数价是叶尖速比 的函数(表))，也是桨叶节距角 的函数（表示为 ( )pC ），综合起来可表示为 ( , pC 以看到，当桨叶节距角 逐渐增大时， ( )pC 曲线将显著缩小[17]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]直驱式永磁风力发电系统低电压穿越协调控制研究[J]. 黄浩,秦斌,石萌. 电工电气. 2018(04)
[2]直驱式风力发电系统低电压穿越控制策略研究[J]. 张超,董学育,章心因. 电工电气. 2017(10)
[3]一种永磁直驱风力发电系统不对称电网故障下低电压穿越方法[J]. 黄可,高锋阳,杜强,乔垚. 电机与控制应用. 2017(03)
[4]基于串联制动电阻的生物质能同步发电机组低电压穿越研究[J]. 李生虎,安锐,孙琪. 电力自动化设备. 2017(02)
[5]基于有功限制的永磁直驱风力发电系统低电压穿越[J]. 倪亚玲,李晓宁,周士琼. 自动化技术与应用. 2016(12)
[6]永磁直驱电机风力发电系统低电压穿越技术研究[J]. 姚兴佳,付帅. 河南科技. 2013(20)
[7]直驱永磁风力发电机组低电压穿越的协调控制策略[J]. 陈浩,胡晓波,严干贵,李亚楼,张星. 电网技术. 2013(05)
[8]直驱风力发电系统低电压穿越技术[J]. 任晓刚,邹林峰,葛艳华,曹虎. 电力电子技术. 2012(08)
[9]直驱永磁风力发电系统低电压穿越改进控制策略研究[J]. 李戈,宋新甫,常喜强. 电力系统保护与控制. 2011(12)
[10]直驱式变速恒频风力发电系统低电压穿越研究[J]. 张宪平. 大功率变流技术. 2010(04)
博士论文
[1]变速永磁同步风力发电系统交直流并网低电压穿越技术研究[D]. 章心因.东南大学 2016
[2]基于VSC-HVDC的直流串联直驱永磁风电场控制技术研究[D]. 黄晟.湖南大学 2016
硕士论文
[1]永磁直驱风力发电系统低电压穿越技术的研究[D]. 黄可.兰州交通大学 2017
[2]直驱永磁风电系统低电压穿越技术的研究[D]. 汤辰.天津理工大学 2018
[3]基于无源性理论的电流源型永磁同步风力发电系统低电压穿越策略研究[D]. 吴文晗.合肥工业大学 2017
[4]直驱永磁风力发电系统控制及其故障穿越的研究[D]. 翟存波.上海电机学院 2017
[5]直驱型永磁风力发电系统低电压穿越技术研究[D]. 郭文瑞.华北电力大学(北京) 2016
[6]永磁同步风力发电系统低电压穿越研究[D]. 曾维炎.上海电机学院 2016
[7]直驱永磁同步风力发电机组低电压穿越技术的研究[D]. 王陈晨.东北电力大学 2015
[8]直驱永磁同步海上风电系统低电压运行技术研究[D]. 何雄峰.南京师范大学 2014
[9]永磁直驱风力发电系统低电压穿越控制研究[D]. 付帅.沈阳工业大学 2014
[10]直驱风力发电系统低电压穿越控制策略研究[D]. 赵东华.天津理工大学 2014
本文编号：2978334
【文章来源】：沈阳工业大学辽宁省
【文章页数】：60 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图1.1双馈风力发电结构示意图
图 1.1 双馈风力发电结构示意图Fig. 1.1 Schematic diagram of the doubly-fed wind turbine双馈风力发电系统旋转带动风机转动，通过传动装置将机械能传递给双馈发电机，在此期间，定子侧主要是进行整流过程，转子侧变流器在通过逆变转换为交流电。直驱式机组没有复杂的传功装置，一般使用的时永磁同步电机。如图 1.2 所示永磁同步电机通过转动永磁体来励磁，省略齿轮箱等传动设备，日常使用更加简单方便。直驱永磁风力发电机组同步全功率变流与电网相连，方便高效为网侧提供无功功率增加电网稳定性。
根据空气动力学中气体惯性可知当风推动风力机旋转后，此时风速不会立刻说明此时风能尚未被完全利用。风力机旋转所获得的功率wtP 和风中蕴含的P 的关系可以用风能利用系数pC 来表示[15]：PCPwtp 风能利用系数pC 取决于叶尖速比 和桨距角 。桨距角声为叶片翼弦也叶片夹角[16]。叶尖速比 的定义如下:V R ， 为桨叶的旋转角速度，R 为桨叶半径。2 风力机的最大风能捕获风力发电的获取如图 2.1 所示，风能利用系数价是叶尖速比 的函数(表))，也是桨叶节距角 的函数（表示为 ( )pC ），综合起来可表示为 ( , pC 以看到，当桨叶节距角 逐渐增大时， ( )pC 曲线将显著缩小[17]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]直驱式永磁风力发电系统低电压穿越协调控制研究[J]. 黄浩,秦斌,石萌. 电工电气. 2018(04)
[2]直驱式风力发电系统低电压穿越控制策略研究[J]. 张超,董学育,章心因. 电工电气. 2017(10)
[3]一种永磁直驱风力发电系统不对称电网故障下低电压穿越方法[J]. 黄可,高锋阳,杜强,乔垚. 电机与控制应用. 2017(03)
[4]基于串联制动电阻的生物质能同步发电机组低电压穿越研究[J]. 李生虎,安锐,孙琪. 电力自动化设备. 2017(02)
[5]基于有功限制的永磁直驱风力发电系统低电压穿越[J]. 倪亚玲,李晓宁,周士琼. 自动化技术与应用. 2016(12)
[6]永磁直驱电机风力发电系统低电压穿越技术研究[J]. 姚兴佳,付帅. 河南科技. 2013(20)
[7]直驱永磁风力发电机组低电压穿越的协调控制策略[J]. 陈浩,胡晓波,严干贵,李亚楼,张星. 电网技术. 2013(05)
[8]直驱风力发电系统低电压穿越技术[J]. 任晓刚,邹林峰,葛艳华,曹虎. 电力电子技术. 2012(08)
[9]直驱永磁风力发电系统低电压穿越改进控制策略研究[J]. 李戈,宋新甫,常喜强. 电力系统保护与控制. 2011(12)
[10]直驱式变速恒频风力发电系统低电压穿越研究[J]. 张宪平. 大功率变流技术. 2010(04)
博士论文
[1]变速永磁同步风力发电系统交直流并网低电压穿越技术研究[D]. 章心因.东南大学 2016
[2]基于VSC-HVDC的直流串联直驱永磁风电场控制技术研究[D]. 黄晟.湖南大学 2016
硕士论文
[1]永磁直驱风力发电系统低电压穿越技术的研究[D]. 黄可.兰州交通大学 2017
[2]直驱永磁风电系统低电压穿越技术的研究[D]. 汤辰.天津理工大学 2018
[3]基于无源性理论的电流源型永磁同步风力发电系统低电压穿越策略研究[D]. 吴文晗.合肥工业大学 2017
[4]直驱永磁风力发电系统控制及其故障穿越的研究[D]. 翟存波.上海电机学院 2017
[5]直驱型永磁风力发电系统低电压穿越技术研究[D]. 郭文瑞.华北电力大学(北京) 2016
[6]永磁同步风力发电系统低电压穿越研究[D]. 曾维炎.上海电机学院 2016
[7]直驱永磁同步风力发电机组低电压穿越技术的研究[D]. 王陈晨.东北电力大学 2015
[8]直驱永磁同步海上风电系统低电压运行技术研究[D]. 何雄峰.南京师范大学 2014
[9]永磁直驱风力发电系统低电压穿越控制研究[D]. 付帅.沈阳工业大学 2014
[10]直驱风力发电系统低电压穿越控制策略研究[D]. 赵东华.天津理工大学 2014
本文编号：2978334
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