双馈风力发电机低压穿越技术研究

发布时间：2020-12-30 03:15

　　随着科学技术的进步和经济的不断发展,我国正在大力发展新能源,以减少对现有能源的消耗。在新能源中风力发电具有节约能源、清洁环保、开发潜力巨大等突出优势在国内外获得快速发展,成为各个国家科研人员的研究热点。风电技术的进步,使风电占供电比重不断加大,风电的故障率也受到研究人员的重视。我国的风电场处在比较偏僻的地方,因此风电场接入电网远离负荷中心。这种情况下的输电系统比较薄弱,并不稳定。对风机的稳定性造成很大影响。当电网电压出现波动时,机组是否持续并网对电力系统稳定性有很重要的影响。当电网出现故障时,引起电压跌落,可能会造成机组的大规模脱网,对电网产生再次冲击,甚至使系统崩溃。所以,提高机组的低压穿越能力对电力系统的安全运行十分重要。本文以风力发电中占比较大的双馈电机为研究对象,分析电机的低压穿越能力。首先,详细介绍了双馈电机的运行原理和内部功率关系,根据双馈电机的特性进行坐标变换,在建立合适的同步坐标系的基础上构造双馈电机的数学模型,引入定子磁链矢量控制的方法,对转子侧电压、有功功率和无功功率进行解耦。其次,研究了在电网电压跌落的情况下,双馈电机的变化情况,引入空间矢量法来帮助分析其特性,得... 

【文章来源】：华北水利水电大学河南省

【文章页数】：67 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
1 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 风力发电系统概述
    1.3 风力发电系统的低压穿越技术概述
    1.4 双馈电机低压穿越研究现状
        1.4.1 改进控制策略提高双馈电机的低压穿越能力
        1.4.2 增加硬件电路提高双馈电机的低压穿越能力
        1.4.3 其它低电压穿越控制技术方案
        1.4.4 双馈电机在低压穿越中存在的技术问题
    1.5 本文的主要研究内容
2 双馈风力发电系统基本原理与数学模型
    2.1 双馈电机的主要结构部件和运行原理
        2.1.1 双馈电机的运行原理
        2.1.2 双馈电机的功率关系
        2.1.3 双馈电机的等效电路
    2.2 双馈电机的数学模型
        2.2.1 三相静止坐标下双馈电机数学模型
        2.2.2 两相同步旋转坐标系下双馈电机的数学模型
    2.3 双馈电机定子磁链定向矢量控制
    2.4 本章小结
3 双馈电机在电压跌落状态下的暂态特性分析
    3.1 电压跌落时双馈电机暂态特性分析
        3.1.1 双馈电机的空间向量模型
        3.1.2 双馈电机的定子和转子磁链暂态分析
    3.2 电网电压骤降故障中产生转子过电压和过电流
        3.2.1 出现过电流的原因
        3.2.2 产生过电压的原因
    3.3 电压跌落对直流母线的影响
    3.4 本章小结
4 电网电压跌落下双馈电机的控制策略和仿真
    4.1 风力发电系统对低压穿越能力的要求
        4.1.1 德国风电场接入电力系统技术规定
        4.1.2 加拿大风电场接入电力系统技术规定
        4.1.3 丹麦风电场接入电力系统技术规定
        4.1.4 中国风电场接入电力系统技术规定
    4.2 双馈电机的精细模型
    4.3 电压跌落时双馈电机的控制策略
        4.3.1 电压跌落时双馈电机的改进控制策略
        4.3.2 电压跌落时双馈电机的硬件保护电路
    4.4 电网电压跌落情况下的双馈电机的仿真分析
    4.5 本章小结
5 总结与展望
    5.1 总结
    5.2 展望
攻读学位期间参加的科研项目及发表的学术论文
致谢
参考文献



本文编号：2946876