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差动调速型风力发电系统的传动特性与控制策略研究

发布时间:2021-01-30 00:45
  输出电能需与电网频率保持一致,是对各类并网风电系统的基本要求。迄今投运的并网变速恒频风电机组,主要依赖电力电子技术来实现变转速运行的风轮与恒定电网频率间的解耦。此类解决方案虽能满足当前风能利用产业的装备需求,但随着风电产业规模的扩大以及风电在电网中渗透率的明显增加,现有技术存在的问题日渐凸显:大功率变频设备带来的电压波动与电流谐波,降低了电能质量;低电压穿越能力不足,影响到风电系统运行的安全性与稳定性。此外,较高的控制难度、大功率变频设备的制造和维护成本也是亟待解决的技术难题。上述问题虽已引起高度关注,但因现役变速恒频风电系统的构成原理所限,尚难以有实质性突破,实际上已形成一定的技术瓶颈。因此,开发新型风力发电系统,使之满足日后风电产业的可持续发展要求,具有重要的理论价值和工程意义。在此背景下,基于成熟的机械传动与调速控制技术,采用同步发电机系统,国内外学者提出了一种“带有发电机前端调速装置”的变速恒频风电系统传动方案,并对此类方案的原理可行性进行了验证。本文以无变频器差动调速型并网风电系统为研究对象,对其关键问题,包括传动系统的配置形式与机械传动性能、调速电动机控制策略以及机组并网运... 

【文章来源】:华北电力大学(北京)北京市 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】:124 页

【学位级别】:博士

【图文】:

差动调速型风力发电系统的传动特性与控制策略研究


图1-1风力发电系统基本功能构成&1()]??Fig.?1-1?Basic?functional?module?structure?of?wind?power?generation?system??

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第1章绪论??r?\??控制与安全系统??V???)??I^^?I??^?、?--?^??一次能源机械能传递?必出#-??转换单元?餘?_47t??、?、??j??图1-1风力发电系统基本功能构成&1()]??Fig.?1-1?Basic?functional?module?structure?of?wind?power?generation?system??截止2017年底全球风电装机总容量:539123?MW??

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Fig.?1-4?Wind?power?generation?market?development?and?forecast?for?recent?years??around?the?world??分析图1-2与图1-3可知,2017年,我国大陆地区风电装机总容量占世界??的35%,累计达到188.4GW。其中2017年新增容量为19.7GW,两者均位列世??界第一位,表明我国在风电装机容量上己占据一定的领导地位。虽然目前中国??仍主要依靠火力和水力进行发电,但2010年至今,我国电力建设步伐日益加快,??可再生能源迅速发展,能源结构调整与多元化取得重大突破。其中风电装机容??量占比从2010年到2017年增加了近三倍(9.2%),风电已跃升为我国第三大??主要电力来源。同时,为了提高风力发电效率,降低发电成本,风电机组单机??容量日趋增加。目前我国主流机组单机容量己达到1.5?MW,并陆续有3?MW??以上陆地风电机组及5MW以上海上风电机组投入使用。我国近几年风电装机??总容量数据见图1-5

【参考文献】:
期刊论文
[1]风电并网用全功率变流器谐波电流抑制研究[J]. 姚骏,夏先锋,陈西寅,廖勇.  中国电机工程学报. 2012(16)
[2]风力发电技术及风电设备制造[J]. 肖海航,王金伟,吕坤.  东方电机. 2012(02)
[3]风力机与液力变速传动装置匹配工作特性研究[J]. 董泳,周绪强,毕强.  中国机械工程. 2012(06)
[4]风力发电并网技术及电能质量控制策略[J]. 张国新.  电力自动化设备. 2009(06)
[5]新型多段液压机械无级变速器效率特性分析[J]. 李洪涛,张明柱,陈兴洲,周志立.  机床与液压. 2009(05)
[6]双馈式风力发电系统低电压穿越技术分析[J]. 操瑞发,朱武,涂祥存,管水秀.  电网技术. 2009(09)
[7]新型功率分流式混合动力传动系统工作模式分析与参数设计[J]. 秦大同,游国平,胡建军.  机械工程学报. 2009(02)
[8]我国风力发电产业发展现况及展望[J]. 熊锦民.  科技创新导报. 2008(06)
[9]一种新型的无级调速装置的开发和研究[J]. 袁斌,陈宁,徐军民,邱敏秀.  热能动力工程. 2008(01)
[10]新型变速恒频风能转换系统的实现原理与运动学分析[J]. 穆安乐,刘宏昭,张明洪,王建平.  机械工程学报. 2008(01)

博士论文
[1]差动调速的变速恒频风电机组传动系统设计原理研究[D]. 苏睿.华北电力大学(北京) 2016
[2]液压型风力发电机组转速控制和功率控制研究[D]. 艾超.燕山大学 2012
[3]风力发电机行星齿轮传动系统变载荷激励动力学特性研究[D]. 杨军.重庆大学 2012

硕士论文
[1]同步发电机励磁控制的设计[D]. 王静.西安科技大学 2016
[2]前端调速式风电机组低电压穿越控制研究[D]. 魏占宏.兰州交通大学 2014
[3]新型风机差动齿轮箱建模与Bladed外部齿轮箱DLL的开发研究[D]. 陈垚.北京交通大学 2012
[4]托克托电厂600MW机组抑制次同步振荡方法研究[D]. 于海洋.华北电力大学(河北) 2010
[5]低速大功率减速器软启动系统的研究[D]. 高立君.机械科学研究院 2003



本文编号:3007910

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