双馈型风电机组变流器控制策略及转子暂态行为分析
发布时间：2022-12-05 21:57
高碳能源面临枯竭及其大量消耗引起环境污染等问题,制约着我国现代工业及经济的可持续发展,开发利用各种低碳的清洁可再生能源已迫在眉睫。随着风力发电技术的日趋成熟,大规模开发和利用风电已成为我国解决能源短缺和环境污染问题的重要途径。随着2016年底两个风电“十三五”规划的发布,我国风电产业将迎来再一次发展高潮。我国大型风电场的主流机型大多采用双馈型风电机组,变流器控制技术和故障穿越能力是决定电网能否接纳大规模风电并网运行的关键。因此,深入研究双馈型风电机组变流器的控制技术及电网故障期间机组的暂态行为是一个重要课题。为此,本文围绕双馈型风电机组变流器的动态及暂态控制性能改善、电网故障期间机组的暂态行为分析及附加阻尼控制对机组暂态行为影响等方面展开了研究。论文的主要内容如下:（1）为改善转子侧变流器的动态及暂态控制性能,提出了一种基于非线性自适应抗扰控制器的转子侧变流器控制策略。首先,建立了用于控制策略设计的双馈型风电机组动态数学模型,简要评估了转子侧变流器传统控制策略的控制性能,剖析了影响转子侧变流器动态及暂态控制性能的原因。接着,详细设计了非线性自适应抗扰控制器,并采用极点配置技术设计了其控...
【文章页数】：133 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
1 绪论
1.1 课题的研究背景
1.2 转子侧变流器控制技术
1.3 网侧变流器控制技术
1.4 电网故障期间双馈型风电机组暂态行为研究
1.5 双馈型风电机组附加阻尼控制的发展
1.6 本文的主要研究内容
2 基于非线性自适应抗扰控制器的转子侧变流器控制策略
2.1 双馈型风电机组建模
2.2 转子侧变流器传统控制策略
2.3 非线性自适应抗扰控制策略
2.4 参数摄动抗扰性能评估
2.5 控制性能评估
2.6 本章小结
3 基于dc-link电容电流直接控制的网侧变流器控制策略
3.1 网侧变流器系统建模
3.2 网侧变流器传统控制策略
3.3 电压前馈补偿的网侧变流器控制策略
3.4 控制性能评估
3.5 本章小结
4 电网故障期间双馈型风电机组的转子暂态行为
4.1 转子建模及动态行为分析
4.2 电网故障期间DFIG暂态行为分析
4.3 DFIG转子暂态行为仿真验证
4.4 本章小结
5 附加阻尼控制对双馈型风电机组暂态行为的影响
5.1 风火打捆输电系统建模
5.2 风火打捆输电系统模型验证分析
5.3 双馈型风电机组附加阻尼控制策略
5.4 附加阻尼控制器性能评估
5.5 本章小结
6 总结与展望
6.1 全文总结
6.2 工作展望
致谢
参考文献
附录1 攻读博士学位期间发表的主要论文
附录2 攻读博士学位期间参与的研究项目
附录3 仿真测试系统模型参数
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于Crowbar保护的双馈感应发电机暂态特性与参数设计[J]. 熊威,邹旭东,黄清军,梁宗泽,陈鉴庆,康勇. 电力系统自动化. 2015(11)
[2]计及撬棒保护影响的双馈风力发电机组故障电流特性研究[J]. 孔祥平,张哲,尹项根,王菲,隆茂. 电工技术学报. 2015(08)
[3]含双馈风电场的互联电力系统广域阻尼协调控制[J]. 索江镭,胡志坚,仉梦林,张子泳,刘宇凯. 电机与控制学报. 2015(03)
[4]考虑Chopper动作的双馈风电机组三相短路电流分析[J]. 唐浩,郑涛,黄少锋,杨国生. 电力系统自动化. 2015(03)
[5]计及转子励磁控制的双馈感应发电机短路电流研究[J]. 欧阳金鑫,熊小伏. 中国电机工程学报. 2014(34)
[6]考虑撬棒保护动作时间的双馈式风电机组短路电流特性[J]. 郑涛,魏占朋,迟永宁,刘欣. 电力系统自动化. 2014(05)
[7]不同类型短路故障下双馈风机短路电流分析[J]. 马越,陈星莺,余昆,蒋宇. 电力系统及其自动化学报. 2014(02)
[8]计及撬棒保护的双馈风电机组不对称短路电流特性分析[J]. 郑涛,魏占朋,李娟,王皓靖. 电力系统保护与控制. 2014(02)
[9]双馈风电场模糊附加阻尼控制策略[J]. 李辉,陈宏文,杨超,赵斌,唐显虎. 中国电机工程学报. 2013(31)
[10]含双馈机组转子侧附加控制的风电场次同步振荡抑制方法[J]. 王波,卢继平,龚建原,胡明. 电网技术. 2013(09)
博士论文
[1]大规模风电场接入电力系统的小干扰稳定性研究[D]. 关宏亮.华北电力大学（河北） 2008
[2]变速恒频双馈风力发电机交流励磁电源研究[D]. 赵仁德.浙江大学 2005
本文编号：3710429
【文章页数】：133 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
1 绪论
1.1 课题的研究背景
1.2 转子侧变流器控制技术
1.3 网侧变流器控制技术
1.4 电网故障期间双馈型风电机组暂态行为研究
1.5 双馈型风电机组附加阻尼控制的发展
1.6 本文的主要研究内容
2 基于非线性自适应抗扰控制器的转子侧变流器控制策略
2.1 双馈型风电机组建模
2.2 转子侧变流器传统控制策略
2.3 非线性自适应抗扰控制策略
2.4 参数摄动抗扰性能评估
2.5 控制性能评估
2.6 本章小结
3 基于dc-link电容电流直接控制的网侧变流器控制策略
3.1 网侧变流器系统建模
3.2 网侧变流器传统控制策略
3.3 电压前馈补偿的网侧变流器控制策略
3.4 控制性能评估
3.5 本章小结
4 电网故障期间双馈型风电机组的转子暂态行为
4.1 转子建模及动态行为分析
4.2 电网故障期间DFIG暂态行为分析
4.3 DFIG转子暂态行为仿真验证
4.4 本章小结
5 附加阻尼控制对双馈型风电机组暂态行为的影响
5.1 风火打捆输电系统建模
5.2 风火打捆输电系统模型验证分析
5.3 双馈型风电机组附加阻尼控制策略
5.4 附加阻尼控制器性能评估
5.5 本章小结
6 总结与展望
6.1 全文总结
6.2 工作展望
致谢
参考文献
附录1 攻读博士学位期间发表的主要论文
附录2 攻读博士学位期间参与的研究项目
附录3 仿真测试系统模型参数
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于Crowbar保护的双馈感应发电机暂态特性与参数设计[J]. 熊威,邹旭东,黄清军,梁宗泽,陈鉴庆,康勇. 电力系统自动化. 2015(11)
[2]计及撬棒保护影响的双馈风力发电机组故障电流特性研究[J]. 孔祥平,张哲,尹项根,王菲,隆茂. 电工技术学报. 2015(08)
[3]含双馈风电场的互联电力系统广域阻尼协调控制[J]. 索江镭,胡志坚,仉梦林,张子泳,刘宇凯. 电机与控制学报. 2015(03)
[4]考虑Chopper动作的双馈风电机组三相短路电流分析[J]. 唐浩,郑涛,黄少锋,杨国生. 电力系统自动化. 2015(03)
[5]计及转子励磁控制的双馈感应发电机短路电流研究[J]. 欧阳金鑫,熊小伏. 中国电机工程学报. 2014(34)
[6]考虑撬棒保护动作时间的双馈式风电机组短路电流特性[J]. 郑涛,魏占朋,迟永宁,刘欣. 电力系统自动化. 2014(05)
[7]不同类型短路故障下双馈风机短路电流分析[J]. 马越,陈星莺,余昆,蒋宇. 电力系统及其自动化学报. 2014(02)
[8]计及撬棒保护的双馈风电机组不对称短路电流特性分析[J]. 郑涛,魏占朋,李娟,王皓靖. 电力系统保护与控制. 2014(02)
[9]双馈风电场模糊附加阻尼控制策略[J]. 李辉,陈宏文,杨超,赵斌,唐显虎. 中国电机工程学报. 2013(31)
[10]含双馈机组转子侧附加控制的风电场次同步振荡抑制方法[J]. 王波,卢继平,龚建原,胡明. 电网技术. 2013(09)
博士论文
[1]大规模风电场接入电力系统的小干扰稳定性研究[D]. 关宏亮.华北电力大学（河北） 2008
[2]变速恒频双馈风力发电机交流励磁电源研究[D]. 赵仁德.浙江大学 2005
本文编号：3710429
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