【摘要】：在现代风力发电领域,近海风场可开发的风能资源是陆地的3倍,储量十分丰富,且海上风能具有稳定性好、风速高、容易预测等突出优势,但海上风力发电系统的运行环境极为恶劣,因此系统可靠性显得尤为重要。为此,近年来学者们提出了可容错运行电机系统的概念,并得到广泛关注。无刷双馈发电机因其无刷化结构、更低的变流器容量以及灵活的运行方式而得到研究者的广泛关注,它从发电机本体上提高了风电系统的可靠性。而功率变换环节尤其是机侧变流器由于开关频率高、能量波动大,是风电系统中较为脆弱的环节,极易发生故障。采用高可靠的无刷双馈发电机,并在线诊断变流器故障以及采用合适的容错控制策略,可以进一步提高海上风力发电系统对高可靠性的需求。因此,本文对无刷双馈发电机系统中变流器的故障诊断和容错控制策略开展研究,研究内容包括以下几个方面:以无刷双馈磁阻风力发电机为研究对象,分析了磁阻转子的磁场调制作用,概述了其工作原理,推导了无刷双馈磁阻发电机在静止坐标系下的矢量方程。为研究无刷双馈磁阻发电机的控制策略打下良好基础,进一步推导了其在双旋转坐标系下的矢量方程。在MATLAB/Simulink下建立了无刷双馈磁阻发电机的空载仿真模型,对其特性进行仿真研究,并验证数学模型的正确性。功率开关器件开路是风力发电系统中的常见故障。本文对基于直接功率控制策略的开绕组无刷双馈发电机系统中双两电平变流器功率开关器件的开路故障诊断方法进行研究。详细分析了双两电平变流器单相开路故障类型,以单个变流器单相故障、两个变流器均单相故障为例,将正常运行与故障后的控制绕组相电压进行对比分析,实现故障诊断和故障类型辨别。为了使系统在功率开关器件开路故障后仍能持续稳定运行并满足性能要求,对开绕组无刷双馈发电机容错控制展开研究。详细分析了功率开关器件开路故障对传统双两电平变流器输出电压的影响。为了提高系统容错能力,重构了变流器拓扑结构。在直接功率控制原理基础上结合开路故障信息,重构了电压矢量开关表。在发生故障后将重构的变流器拓扑结构与相应的电压矢量开关表相结合,使系统可容错运行。在MATLAB/Simulink下对基于直接功率控制的开绕组无刷双馈发电机容错控制策略进行了仿真分析,验证了所提方法的有效性。
【学位授予单位】：沈阳工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TM46
【参考文献】
相关期刊论文 前10条
1 年珩;曾恒力;周义杰;;共直流母线开绕组永磁同步电机系统零序电流抑制策略[J];电工技术学报;2015年20期
2 周义杰;年珩;;变流器单边可控下开绕组永磁同步发电机的控制技术[J];电工技术学报;2015年10期
3 张凤阁;王秀平;贾广隆;金石;;无刷双馈电机复合转子结构参数的优化设计[J];电工技术学报;2014年01期
4 张岳;王凤翔;邢军强;Milutin Jovanovic;David Atkinson;;磁障转子无刷双馈电机[J];电工技术学报;2012年07期
5 刘慧娟;;一种径向叠片磁障式转子双馈无刷电机的设计与性能分析[J];电工技术学报;2012年07期
6 王秀平;张凤阁;;新型转子无刷双馈电机电磁设计[J];电机与控制应用;2012年07期
7 安群涛;孙力;孙立志;赵克;;三相逆变器开关管故障诊断方法研究进展[J];电工技术学报;2011年04期
8 邓先明;方荣惠;王抗;张晓;;等距笼型转子无刷双馈电机的有限元分析[J];电机与控制学报;2009年04期
9 韩力;高强;罗辞勇;谢李丹;;无刷双馈电机笼型转子结构对磁场调制的影响[J];电机与控制学报;2009年02期
10 邓先明;姜建国;伍小杰;方荣惠;;笼型转子无刷双馈电机的无功功率和稳定性[J];电工技术学报;2008年01期
相关博士学位论文 前1条
1 贾磊;绕线转子无刷双馈电机电磁设计与运行特性研究[D];华中科技大学;2016年
相关硕士学位论文 前1条
1 杜朋;双三电平逆变器容错控制策略研究[D];中国矿业大学;2016年
本文编号：
2759180
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianlilw/2759180.html
