直驱永磁同步风力发电系统短路故障特征研究
本文选题：风力发电 切入点：直驱式 出处：《兰州理工大学》2014年硕士论文 论文类型：学位论文
【摘要】：为缓解日趋严峻的能源危机与环境污染问题,风能作为一种清洁的可再生能源受到人们的广泛青睐,风电的开发利用以及相关技术得到迅猛发展。但随着风电机组单机容量与风电场规模的不断扩大,风电场由最初的直接接入配电网,到逐渐接入高压输电网,风电场并网后对电网的影响已不容忽视,风电场发生故障时带来的危害也将更加严重。系统深入地分析风电场的故障特征非常重要。 直驱永磁同步风力发电机组由于具有无齿轮箱,机组寿命长,维护方便,能量转换效率高,对电网波动适应性好,网侧功率控制灵活等优点,进而成为目前风力发电技术领域的主要发展方向。因此,对于由直驱永磁同步风力发电机组构成风电系统的短路故障特征分析研究十分必要。 本文以直驱永磁同步风力发电机组组成的风电场为研究对象。首先介绍了直驱永磁同步风力发电系统的基本结构和工作原理,以及几种常用的拓扑结构；接着建立了直驱永磁同步风力发电机的数学模型以及风力发电系统其它各部分的数学模型；之后基于PSCAD/EMTDC仿真平台,搭建了采用全功率变换器的直驱永磁同步风力发电系统的并网仿真模型,为研究提供技术平台和支持；最后以甘肃某风电场及其接入系统为例,对35kV集电线发生三相短路和相间短路故障时,直驱永磁同步风力发电系统并网运行的暂态过程进行了仿真分析,获得了直驱永磁同步风力发电系统并网时的短路故障特征波形。 通过以上研究,为今后研究风电场大规模集中式并网对电网的影响以及为提出适用于直驱式永磁同步风力发电系统的继电保护配置方案提供了可靠的理论和工程参考依据。
[Abstract]:In order to alleviate the increasingly severe energy crisis and environmental pollution, wind energy as a clean renewable energy is widely favored by people. The development and utilization of wind power and related technologies have been developed rapidly. However, with the expansion of wind turbine capacity and wind farm scale, wind farm has been connected to distribution network from the initial direct to the high voltage transmission network. The influence of wind farm connected to grid can not be ignored, and the harm will be more serious when wind farm fault occurs. It is very important to analyze the fault characteristics of wind farm systematically and deeply. The direct-drive permanent magnet synchronous wind turbine has the advantages of no gear box, long unit life, convenient maintenance, high energy conversion efficiency, good adaptability to power grid fluctuation, flexible power control on the grid side, etc. Therefore, it is necessary to analyze the characteristics of short-circuit fault of wind power system composed of direct-drive permanent magnet synchronous wind turbine. In this paper, the wind farm composed of direct-drive permanent magnet synchronous wind turbine is taken as the research object. Firstly, the basic structure and working principle of direct-drive permanent magnet synchronous wind power generation system and several common topology structures are introduced. Then the mathematical model of direct-drive permanent magnet synchronous wind generator and other parts of wind power system are established, and then based on PSCAD/EMTDC simulation platform, The grid-connected simulation model of direct-drive permanent magnet synchronous wind power generation system using full power converter is built, which provides a technical platform and support for the research. Finally, taking a wind farm in Gansu Province and its access system as an example, In this paper, the transient process of direct drive permanent magnet synchronous wind power generation system is simulated and analyzed when the three-phase and inter-phase short circuit faults occur in 35kV collector wire, and the characteristic waveform of short-circuit fault is obtained when the direct drive permanent magnet synchronous wind power system is connected to the grid. The above research provides a reliable theoretical and engineering reference for the future study on the influence of large-scale centralized wind farms on the power grid and for the proposal of relay protection configuration scheme suitable for direct-drive permanent magnet synchronous wind power generation system.
【学位授予单位】：兰州理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TM614
【相似文献】
相关期刊论文 前10条
1 刘伟东;尹忠东;朱永强;肖湘宁;;风力发电变速恒频技术综述[J];中国电力教育;2005年S2期
2 高平;王辉;;独立运行风电系统的电能质量优化[J];农村电气化;2006年08期
3 王荣爱;郝建红;邵志伟;;垂直轴风力发电机组应力与效率分析[J];聊城大学学报(自然科学版);2007年01期
4 吴伟;吴明朝;;风能资源应用探讨[J];仪器仪表用户;2007年06期
5 黄科元;佘峰;黄守道;孙延昭;;基于磁场定向的永磁同步发电机功率控制[J];电力科学与技术学报;2008年02期
6 付勋波;;单周期控制在风力发电并网逆变器中的应用[J];变流技术与电力牵引;2008年04期
7 Norbert Pluschke;;风力发电系统中的IGBT寿命期望[J];现代制造;2008年26期
8 马瑞;周志飞;徐慧明;徐晓东;;考虑风速特性的动态电压崩溃指标[J];电力科学与技术学报;2009年02期
9 邓秋玲;谢卫才;林友杰;彭磊;许志伟;;使用永磁同步发电机和boost斩波电路的风力发电系统[J];湘潭大学自然科学学报;2009年02期
10 李艳秀;黄琦兰;王宇;车延博;;双馈发电机并网后功率控制策略研究[J];科技广场;2009年11期
相关会议论文 前10条
1 任丽娜;刘福才;焦晓红;;基于状态观测器的风力发电系统无速度传感器控制[A];中国自动化学会控制理论专业委员会B卷[C];2011年
2 李响;;浅析风力发电系统雷电综合防护[A];第八届沈阳科学学术年会论文集[C];2011年
3 徐应娜;徐懋生;;风力发电 绿色能源[A];天津市电机工程学会2009年学术年会论文集[C];2009年
4 周洪伟;张辉;刘金虹;阮少华;;变速风力发电系统的MATLAB仿真[A];2008中国电工技术学会电力电子学会第十一届学术年会论文摘要集[C];2008年
5 李建丽;李黎黎;;风力发电与电力电子技术[A];福建省科协第六届学术年会节能与可再生能源分会专刊[C];2006年
6 胡维昊;贾要勤;裴云庆;王兆安;;基于永磁同步电机的风力发电系统用模拟风车的研制[A];提高全民科学素质、建设创新型国家——2006中国科协年会论文集（下册）[C];2006年
7 沙非;马成廉;汪子翔;;变速恒频风力发电系统及其控制技术研究[A];中国高等学校电力系统及其自动化专业第二十四届学术年会论文集（下册）[C];2008年
8 张乒;黄文才;王建军;王力;;风力发电前景展望与风能电缆研发策略浅析[A];电缆工业循环经济与环保技术——中国电工技术学会电线电缆专业委员会2007'学术年会论文集[C];2007年
9 王旭东;;基于模糊控制的交流励磁变速恒频风力发电系统的仿真分析[A];PCC2009—第20届中国过程控制会议论文集[C];2009年
10 张智伟;;最佳转速，最佳桨距风力发电系统(摘要)[A];上海市老科学技术工作者协会一、二、三届学术年会论文选集[C];2006年
相关重要报纸文章 前10条
1 记者 王庆华;张利平与斯维奇风力发电系统(北京)有限公司高管座谈[N];赤峰日报;2009年
2 记者 程连红;“明年的订单都接满了”[N];深圳商报;2009年
3 ;我国与丹麦合作展开风电研究[N];中国高新技术产业导报;2010年
4 林虎;以科技创造风能行业的未来[N];中国经济导报;2009年
5 记者 钟文;采用8大节能系统 可为电动汽车充电[N];成都日报;2009年
6 ;风电功率模块应具备高可靠性长寿命特征[N];中国电子报;2009年
7 记者 陈珊;浙江移动试点风能基站[N];人民邮电;2010年
8 苏卫东;惠山风电产业实现核心技术突破[N];无锡日报;2009年
9 记者 王翠霞 通讯员 周道军;“三能”互补节能逾九成[N];人民邮电;2009年
10 记者 马疆虎 巴桑 梁秦;我区首座单机容量最大风光互补发电站投入使用[N];西藏日报;2009年
相关博士学位论文 前10条
1 施凯;定子双绕组感应风力发电系统的关键技术研究[D];南京航空航天大学;2012年
2 董永军;海岛中小型独立风电系统可靠运行技术研究[D];东北师范大学;2013年
3 宋战锋;低电压故障下双馈风力发电系统特性分析与运行控制[D];天津大学;2009年
4 宋蕙慧;双馈风力发电系统能量成型控制策略研究[D];哈尔滨工业大学;2012年
5 王志强;直驱式永磁风力发电系统多重化功率变换器运行控制[D];天津大学;2012年
6 胡雪松;直驱永磁同步风力发电系统功率平滑策略的研究与控制系统设计[D];重庆大学;2010年
7 姜燕;直驱型永磁同步风力发电系统变流器控制方法研究[D];湖南大学;2013年
8 周宏林;大容量双馈式风力发电系统并网关键问题研究[D];清华大学;2011年
9 唐芬;直驱永磁风力发电系统并网技术研究[D];北京交通大学;2012年
10 耿强;Boost斩波型直驱式永磁风力发电系统功率变换器运行控制[D];天津大学;2012年
相关硕士学位论文 前10条
1 高文亮;风力发电系统基于能量的非线性控制[D];山东大学;2011年
2 胡兵;风力发电系统低电压穿越特性的研究[D];河北工业大学;2011年
3 孟涛;变速恒频风力发电系统控制方法研究[D];江南大学;2012年
4 陈朋朋;直驱型风力发电系统低压穿越控制研究[D];燕山大学;2012年
5 田野;随机分布控制理论在风力发电系统中的应用研究[D];华北电力大学;2013年
6 梁清清;电励磁风力发电系统控制策略的研究[D];西华大学;2013年
7 尹平平;风力发电系统功率调节的研究[D];武汉理工大学;2010年
8 王蒙;双馈型风力发电系统的建模与仿真[D];大连理工大学;2011年
9 单铁亮;液压风力发电系统稳定性控制仿真研究[D];燕山大学;2012年
10 董雷;风力发电系统的风速预测及控制策略研究[D];北京化工大学;2012年
，本文编号：1611023
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianlilw/1611023.html
