不对称故障下直驱风机电压主动支撑控制策略研究
发布时间：2022-02-10 20:47
风能源作为可再生能源开发利用的一种形式,近几年得到了快速的发展。伴随着风力发电方式所占的发电比重不断提高,为了保证电力系统的安全稳定运行,要求风力发电系统具有不对称故障穿越的能力。我国相关部门对低电压穿越提出了一定的要求,即在并网点电压跌落期间既要保证风电机组的不脱网运行,还要保证能够提供一定的功率支撑,实现风电机组友好并网型接入。永磁直驱同步发电机（permanent magnet synchronousgenerator,PMSG）作为风力发电所采用的主流机型,具备没有齿轮箱、故障概率低、维护简单、可靠性高等优势。PMSG风电系统的控制策略将会对系统并网产生直接影响。本文针对这一问题,提出了电网不对称故障期间,永磁直驱风力发电机组电压支撑控制策略,达到支撑公共耦合点（point of common coupling,PCC）电压的目的,提高风力发电机组的不对称故障穿越能力。本论文首先对永磁直驱风力发电系统的拓扑结构、原理进行了分析,列举出机侧采用不可控整流变换器和采用背靠背双PWM变换器的两种结构。建立了直驱风机和网侧变换器的数学模型,分别分析了机侧和网侧变换器的矢量控制原理,给出...
【文章来源】：山东大学山东省211工程院校985工程院校教育部直属院校
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－１全球风力发电装机容量（ＧＷ）??截至２０１８年底，我国累计风力发电的装机容量为１．８４亿ｋＷ，同比增长??
图１－２机侧采用不可控整流的结构??－
?山东大学硕士学位论文???机侧ＰＷＭ变换器?网侧ＰＷＭ变换器??风机??」Ａｊｒｔ?ｊｒｔ?ｊｒｔ?＿??ｆ－——－ｉ－????ｆ?ＰＭＳＧＪ??■?＜?＞?：：?（?＞■?．??ｒｍｎｒ＼＿＿＾一ｆ?Ｊ??卜祕」??图１－３采用背靠背双ＰＷＭ变换器的结构??１．３彳氏电压穿越技术的发展与国内外现状??根据电网低电压穿越（Ｌｏｗ?Ｖｏｌｔａｇｅ?Ｒｉｄｅ?Ｔｈｒｏｕｇｈ，?ＬＶＲＴ）的定义，当并网点的??电压跌落时，风电机组能够在电网故障期间保持并网运行状态。电网相关部门提??出的具体要求如图１－４所示，当风电场并网点的电压跌落至额定电压的２０％时，??风电场中的并网机组能够连续运行６２５ｍｓ不脱网；在电网电压发生跌落的２ｓ内，??并网电压能够恢复到额定电压的９０％，风电场中的风电机组能够保持不脱网运??行［９］。??低电压穿越技术不仅包含抑制电网侧逆变器过流、抑制直流母线电容器过电??压的技术，还包括向电网注入无功电流，支持电网电压恢复技术。本节从电网发??生对称故障和不对称故障两个方面对直驱风力发电机组低电压穿越技术的研宄??现状进行总结。??Ａ??１????Ａ?０．９??／???Ｉ?／Ｉ??＾?／??Ｈ?／??＊?／?Ｉ??０．２???｛??０?０．６２５?２??时间／ｓ??图风电场低电压穿越要求??１．３．１电网电压对称故障下的低电压穿越技术??对于电网电压对称跌落下的低电压穿越技术，可以通过在直流侧增加硬件装??置，提高故障穿越的性能。文献［１０］提出的控制措施是在直流母线端加装一个??Ｃｒｏｗｂａｒ电路，通过电路中的电阻具有耗能
【参考文献】：
期刊论文
[1]逆变型分布式电源的灵活正负序电流控制方法与等值序网模型[J]. 陈琪蕾,范忻蓉,张沛超,范春菊. 电力系统保护与控制. 2018(14)
[2]永磁直驱风机低电压穿越协调控制策略[J]. 杨艺云,肖静,张阁,肖园园,司传涛. 电气传动. 2017(07)
[3]大规模风电并网技术问题及标准发展[J]. 迟永宁,张占奎,李琰,魏林君. 华北电力技术. 2017(03)
[4]基于等效电路的永磁同步电机效率优化控制[J]. 吴志红,廖忠义,朱元. 机电一体化. 2016(09)
[5]1.5MW永磁直驱风机控制策略优化分析[J]. 李晓江,李亚男,崔锐. 电力科学与工程. 2016(06)
[6]基于状态反馈的直驱风电系统模糊控制策略[J]. 周飞航,刘军. 电网技术. 2016(09)
[7]基于永磁同步电机的电流源型风电变流器实现[J]. 张亮亮,韩刚,蔡旭. 电气自动化. 2016(03)
[8]我国风电产业与核心技术未来发展趋势分析[J]. 王富贵,廖晓东. 现代经济信息. 2016(10)
[9]含负序电流注入的逆变型分布式电源电网不对称短路计算[J]. 周念成,叶玲,王强钢,谢开贵. 中国电机工程学报. 2013(36)
[10]基于直流保护的直驱风电机组低电压穿越特性分析[J]. 艾斯卡尔,朱永利,唐彬伟,乔元. 低压电器. 2013(05)
博士论文
[1]不平衡电压下双馈风电系统谐振控制技术研究[D]. 王建良.北京交通大学 2017
[2]PWM整流器及其控制策略的研究[D]. 张兴.合肥工业大学 2003
硕士论文
[1]永磁直驱风电系统全功率变流器并网控制技术的研究[D]. 吕绍峰.天津理工大学 2019
[2]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
[3]永磁直驱风力发电机建模仿真与低电压穿越研究[D]. 李新军.长沙理工大学 2017
[4]电网电压不平衡下混合风电场的运行与控制研究[D]. 陈知前.重庆大学 2015
[5]液压型风力发电机组低电压穿越理论与实验研究[D]. 娄霄翔.燕山大学 2012
[6]电网电压不平衡下永磁直驱风力发电系统运行与控制研究[D]. 陈西寅.重庆大学 2012
本文编号：3619506
【文章来源】：山东大学山东省211工程院校985工程院校教育部直属院校
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－１全球风力发电装机容量（ＧＷ）??截至２０１８年底，我国累计风力发电的装机容量为１．８４亿ｋＷ，同比增长??
图１－２机侧采用不可控整流的结构??－
?山东大学硕士学位论文???机侧ＰＷＭ变换器?网侧ＰＷＭ变换器??风机??」Ａｊｒｔ?ｊｒｔ?ｊｒｔ?＿??ｆ－——－ｉ－????ｆ?ＰＭＳＧＪ??■?＜?＞?：：?（?＞■?．??ｒｍｎｒ＼＿＿＾一ｆ?Ｊ??卜祕」??图１－３采用背靠背双ＰＷＭ变换器的结构??１．３彳氏电压穿越技术的发展与国内外现状??根据电网低电压穿越（Ｌｏｗ?Ｖｏｌｔａｇｅ?Ｒｉｄｅ?Ｔｈｒｏｕｇｈ，?ＬＶＲＴ）的定义，当并网点的??电压跌落时，风电机组能够在电网故障期间保持并网运行状态。电网相关部门提??出的具体要求如图１－４所示，当风电场并网点的电压跌落至额定电压的２０％时，??风电场中的并网机组能够连续运行６２５ｍｓ不脱网；在电网电压发生跌落的２ｓ内，??并网电压能够恢复到额定电压的９０％，风电场中的风电机组能够保持不脱网运??行［９］。??低电压穿越技术不仅包含抑制电网侧逆变器过流、抑制直流母线电容器过电??压的技术，还包括向电网注入无功电流，支持电网电压恢复技术。本节从电网发??生对称故障和不对称故障两个方面对直驱风力发电机组低电压穿越技术的研宄??现状进行总结。??Ａ??１????Ａ?０．９??／???Ｉ?／Ｉ??＾?／??Ｈ?／??＊?／?Ｉ??０．２???｛??０?０．６２５?２??时间／ｓ??图风电场低电压穿越要求??１．３．１电网电压对称故障下的低电压穿越技术??对于电网电压对称跌落下的低电压穿越技术，可以通过在直流侧增加硬件装??置，提高故障穿越的性能。文献［１０］提出的控制措施是在直流母线端加装一个??Ｃｒｏｗｂａｒ电路，通过电路中的电阻具有耗能
【参考文献】：
期刊论文
[1]逆变型分布式电源的灵活正负序电流控制方法与等值序网模型[J]. 陈琪蕾,范忻蓉,张沛超,范春菊. 电力系统保护与控制. 2018(14)
[2]永磁直驱风机低电压穿越协调控制策略[J]. 杨艺云,肖静,张阁,肖园园,司传涛. 电气传动. 2017(07)
[3]大规模风电并网技术问题及标准发展[J]. 迟永宁,张占奎,李琰,魏林君. 华北电力技术. 2017(03)
[4]基于等效电路的永磁同步电机效率优化控制[J]. 吴志红,廖忠义,朱元. 机电一体化. 2016(09)
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[6]基于状态反馈的直驱风电系统模糊控制策略[J]. 周飞航,刘军. 电网技术. 2016(09)
[7]基于永磁同步电机的电流源型风电变流器实现[J]. 张亮亮,韩刚,蔡旭. 电气自动化. 2016(03)
[8]我国风电产业与核心技术未来发展趋势分析[J]. 王富贵,廖晓东. 现代经济信息. 2016(10)
[9]含负序电流注入的逆变型分布式电源电网不对称短路计算[J]. 周念成,叶玲,王强钢,谢开贵. 中国电机工程学报. 2013(36)
[10]基于直流保护的直驱风电机组低电压穿越特性分析[J]. 艾斯卡尔,朱永利,唐彬伟,乔元. 低压电器. 2013(05)
博士论文
[1]不平衡电压下双馈风电系统谐振控制技术研究[D]. 王建良.北京交通大学 2017
[2]PWM整流器及其控制策略的研究[D]. 张兴.合肥工业大学 2003
硕士论文
[1]永磁直驱风电系统全功率变流器并网控制技术的研究[D]. 吕绍峰.天津理工大学 2019
[2]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
[3]永磁直驱风力发电机建模仿真与低电压穿越研究[D]. 李新军.长沙理工大学 2017
[4]电网电压不平衡下混合风电场的运行与控制研究[D]. 陈知前.重庆大学 2015
[5]液压型风力发电机组低电压穿越理论与实验研究[D]. 娄霄翔.燕山大学 2012
[6]电网电压不平衡下永磁直驱风力发电系统运行与控制研究[D]. 陈西寅.重庆大学 2012
本文编号：3619506
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