电网谐波条件下双馈风电机组输出特性分析及控制

发布时间：2018-01-09 05:36

本文关键词：电网谐波条件下双馈风电机组输出特性分析及控制　出处：《燕山大学》2015年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：随着风力发电技术的不断发展,变速恒频双馈风力发电机(Doubly Fed Induction Generator,DFIG)以其多种优点成为目前应用最为广泛的机型。但由于DFIG风电系统自身结构及电网的非理想特性等原因,使得理想电网条件下的机组模型无法满足实际的并网控制要求,因此本文主要针对电网谐波条件下DFIG风电机组的输出特性及控制策略展开研究,建立DFIG风电机组在电网谐波条件下的适应性模型。首先,本文深入了解了DFIG风电系统的组成和工作原理,在此基础上对理想电网条件下DFIG风电系统中各主要组成部分的作用及数学模型进行了详细分析,设计了网侧和转子侧变换器的比例-谐振(proportional resonant,PR)控制策略,并通过MATLAB/Simulink仿真验证了该条件下DFIG风电系统模型的正确性和控制策略的有效性。其次,针对DFIG风电机组在电网谐波条件下的运行特性,研究了电网谐波对DFIG输出特性的影响。通过建立电网谐波条件下DFIG的稳态等效电路,定量分析了典型谐波作用时DFIG输出功率和电磁转矩脉动量的大小及其与谐波含有率之间的关系,绘制了系统动态调节过程中该脉动值的变化曲线,并利用MATLAB/Simulink动态仿真模型加以验证。随后,本文以消除电网谐波对DFIG风电机组输出特性的影响为目标,建立电网谐波条件下DFIG风电系统网侧和转子侧变换器的数学模型,分析并解释了这种运行条件下DFIG输出功率及电磁转矩产生波动的原因。进而从系统控制策略入手,设计电网谐波条件下改进的锁相环以提高系统的的控制精度;并结合输出特性分析提出适当的控制目标,设计DFIG风电系统在电网谐波条件下基于比例-谐振调节器的完整的控制策略,消除DFIG输出功率及转矩的脉动,实现谐波控制。最后,对一台1.5MW双馈风电系统进行MATLAB/Simulink环境下的仿真建模,验证了上述控制策略的可行性和有效性。
[Abstract]:With the development of wind power generation technology , the variable - speed constant - frequency doubly - fed wind power generator ( DFIG ) has become the most widely used model for DFIG wind power unit .

【学位授予单位】：燕山大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM614

【参考文献】