全功率型风电机组惯性实验平台设计与研究

发布时间：2017-10-18 01:42

  本文关键词：全功率型风电机组惯性实验平台设计与研究

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【摘要】：随着电网中风电机组并网容量的快速增加,同步机组所占比例逐渐下降。现有风电机组大部分为变速风电机组,风电机组与电网之间由电力电子变换器解耦连接,不对电网的波动进行响应,不对电网变现出惯性,所以风电渗透率的增加势必会导致电网惯性的不断下降。低惯性会导致功率不平衡时电网频率的急剧波动,影响电力系统的正常运行,所以使变速风电机组进行惯性响应对提高风电渗透率、保证电网稳定运行有重大意义。本文以全功率型风电机组为研究对象,主要分析和研究了df/dt惯性控制方法和基于优化锁相环的惯性控制方法的工作原理,设计并完成了全功率型风电机组惯性实验平台,并借助此实验平台验证了这两种惯性控制方法的可行性。本文首先介绍了全功率型风电机组的基本结构和典型并网控制策略,分别建立了网侧PWM变换器模型,和鼠笼型全功率发电机的控制模型,介绍了两种典型的并网控制策略,即机侧变换器、网侧变换器解耦控制,机侧变换器、网侧变换器交叉耦合控制。然后针对这两种典型的并网控制策略,分析和研究了常用的惯性控制方法,即df/dt惯性控制方法和基于优化锁相环的惯性控制方法,并在MATLAB/SIMULINK中搭建了包含全功率型风电机组与同步机组的测试模型,对以上分析进行了仿真验证。设计并完成了全功率型风电机组惯性实验平台,并在此实验平台基础上验证了这两种惯性控制方法的可行性。
【关键词】：风力发电 全功率型风电机组 电网频率 惯性控制 实验平台
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM614
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 绪论8-15
• 1.1 研究背景8-11
• 1.2 风力发电技术概述11-13
• 1.3 风力发电惯性控制意义及研究现状13-14
• 1.4 本论文主要研究内容14-15
• 2 全功率型风电机组典型并网控制策略15-31
• 2.1 三相静止坐标系和任意速旋转坐标系15-18
• 2.2 网侧PWM变换器建模与电流控制18-23
• 2.3 鼠笼感应电机建模与控制设计23-27
• 2.4 全功率型风电机组典型并网控制策略27-30
• 2.5 本章小结30-31
• 3 全功率型风电机组惯性控制方法31-37
• 3.1 df/dt惯性控制方法31-32
• 3.2 基于优化锁相环的惯性控制方法32-34
• 3.3 仿真结果与分析34-36
• 3.4 本章小结36-37
• 4 全功率型风电机组惯性控制实验研究37-63
• 4.1 实验平台设计37-59
• 4.2 惯性实验设计要点与实验步骤59-61
• 4.3 实验结果与分析61-62
• 4.4 本章小结62-63
• 5 总结与展望63-64
• 5.1 主要结论与成果63
• 5.2 后续研究工作展望63-64
• 致谢64-65
• 参考文献65-68
• 附录1 攻读硕士学位期间发表论文及专利目录68
• 附录2 攻读硕士学位期间参加的科研项目68

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本文编号：1052237