双馈风力发电系统低电压故障保护电路的设计
发布时间：2021-04-09 20:18
近年来风力发电产业非常发展迅速,而风电场接入的电网通常都离负荷中心较远,所以相对脆弱,易受波动影响,运行的稳定性不能得到很好的保障,一旦电网电压发生大幅度跌落的情况时,风电机组会发生大规模的脱网,严重危害电网的稳定。对于双馈风力发电系统来说,当电网发生故障时,其正常工作不脱网是最主要的研究方向,我国也出台了针对风电场故障穿越的相关规定。因此,研究风电机组的故障穿越能力具有重要意义。本文设计了一套双馈风力发电系统在电网发生故障导致电压跌落时的保护方案,能够使双馈风机在低电压状态下得到保护,并且系统不受转子侧过电流和直流侧过电压的影响,保持不脱网运行。首先,研究了双馈风力发电系统的基本原理并分析了其数学模型,包括三相静止坐标系下的模型和两相旋转坐标系下的模型。接着研究了基于矢量控制的改进型控制策略,在理论分析的基础上,对改进型控制策略进行了包括电网电压轻微跌落（20%）、电网电压中度跌落（50%）两种状态下的仿真验证,对比分析了发生三相对称故障时是否采用该控制策略的波形。从仿真结果来看,该控制策略能够将起到抑制转子侧过电流的保护作用。其次,设计了硬件保护电路,包括带有并联动态电阻的主动式转...
【文章来源】：东北农业大学黑龙江省 211工程院校
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图2-2双馈风电机组数学模型
sd m rdsdssq m rqsqsL iiLL iiLψψ = = 标系下的功率方程（2-21），将上式代入得：3232sd m rds sdssq m rqs sdsL iP uLL iQ uLψψ = = 压定向矢量控制，可以通过控制 d 轴分量sdψ 和irqi 来控制无功功率，整个过程均忽略定子电阻。了近似解耦，与之前的定子磁链定向矢量控制方直接功率控制方法广泛应用，具有很多的优势，如动静态性能优良流变频调速控制技术[40-41]。
直流侧电容吸收能量，电压升高；反之，直流侧电容释放能量，电压降低。3.3 改进型控制策略在电网发生故障情况下，要对双馈风力发电机实施保护和控制，主要是靠抑制过电流电压的情况，其中较为方便有效的方式是抑制转子侧的过电流和直流侧的过电压，并且要虑转子侧变换器的容量限制[47]。而控制策略和保护方案的制定，往往还要根据故障的严重以及电网电压跌落的深度来决定。当电网电压跌落程度较小时，首先考虑通过改进变换器制策略来提高其故障穿越能力，避免硬件保护电路的投入。下图 3-4 所示为改进控制策略图。参考转子
【参考文献】：
期刊论文
[1]改进型STATCOM控制策略研究[J]. 蒋美娜,马晓春,孙占龙,谢新航. 陕西电力. 2016(12)
[2]应用STATCOM的DFIG风力发电机低电压穿越能力分析[J]. 李鸿南,金涛. 重庆大学学报. 2016(06)
[3]基于CROWBAR的双馈感应风力发电机低电压穿越研究[J]. 刘骁旸,张鹤. 机电设备. 2016(05)
[4]风电并网静止无功补偿技术研究[J]. 郎福成,齐欣,王宇鹍. 电工材料. 2016(02)
[5]基于定子电压定向矢量控制系统的改进研究[J]. 王向东,李湘宸,黄利刚. 自动化技术与应用. 2015(11)
[6]负载转矩前馈的电励磁同步电机定子磁链定向矢量控制[J]. 尚敬,年晓红,刘可安,南永辉. 电机与控制学报. 2015(11)
[7]双馈风电机组Crowbar保护电阻阻值优化整定[J]. 王健,严干贵,郑超,孙勇,史坤鹏. 太阳能学报. 2015(09)
[8]双馈风电机组风电场并网故障特性[J]. 樊小朝,王维庆,李凤婷,史瑞静,李强. 水力发电. 2015(06)
[9]一种双馈式风力发电系统的等效模型[J]. 李欣然,马亚辉,曹一家,徐振华,刘卫健,户龙辉. 电工技术学报. 2015(08)
[10]提高基于Crowbar电路的双馈风机低电压穿越能力的研究[J]. 邢秋月,李宝国. 辽宁工业大学学报(自然科学版). 2015(02)
博士论文
[1]永磁同步电机无传感器直接转矩控制的研究[D]. 陆骏.东华大学 2016
[2]中国新能源发展研究[D]. 张海龙.吉林大学 2014
[3]双馈风力发电系统控制策略研究[D]. 刘晋.华北电力大学 2014
[4]变速恒频双馈风力发电系统故障穿越技术研究[D]. 邹和平.大连理工大学 2013
[5]双馈风力发电系统低电压穿越关键技术研究[D]. 程孟增.上海交通大学 2012
硕士论文
[1]双馈风机低电压穿越技术研究[D]. 周金根.浙江大学 2017
[2]双馈风机机电暂态特性建模与分析[D]. 汪雅静.华中科技大学 2015
[3]双馈型风电机组LVRT增强控制算法研究[D]. 陈银.合肥工业大学 2015
[4]双馈风力发电变流器的控制策略研究[D]. 聂鹏程.武汉理工大学 2015
[5]双馈风力发电机系统模拟技术的研究[D]. 王思阅.哈尔滨工程大学 2016
[6]风电并网电压稳定性研究[D]. 刘之华.山东大学 2014
[7]不对称电网条件下双馈风电变流器控制策略研究[D]. 刘博如.北京交通大学 2012
[8]低风速小型永磁风力发电机叶片及支承的研究与设计[D]. 钱杰.武汉理工大学 2010
[9]双馈异步风力发电机低电压穿越时的Crowbar保护技术[D]. 赵静.浙江大学 2010
本文编号：3128253
【文章来源】：东北农业大学黑龙江省 211工程院校
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图2-2双馈风电机组数学模型
sd m rdsdssq m rqsqsL iiLL iiLψψ = = 标系下的功率方程（2-21），将上式代入得：3232sd m rds sdssq m rqs sdsL iP uLL iQ uLψψ = = 压定向矢量控制，可以通过控制 d 轴分量sdψ 和irqi 来控制无功功率，整个过程均忽略定子电阻。了近似解耦，与之前的定子磁链定向矢量控制方直接功率控制方法广泛应用，具有很多的优势，如动静态性能优良流变频调速控制技术[40-41]。
直流侧电容吸收能量，电压升高；反之，直流侧电容释放能量，电压降低。3.3 改进型控制策略在电网发生故障情况下，要对双馈风力发电机实施保护和控制，主要是靠抑制过电流电压的情况，其中较为方便有效的方式是抑制转子侧的过电流和直流侧的过电压，并且要虑转子侧变换器的容量限制[47]。而控制策略和保护方案的制定，往往还要根据故障的严重以及电网电压跌落的深度来决定。当电网电压跌落程度较小时，首先考虑通过改进变换器制策略来提高其故障穿越能力，避免硬件保护电路的投入。下图 3-4 所示为改进控制策略图。参考转子
【参考文献】：
期刊论文
[1]改进型STATCOM控制策略研究[J]. 蒋美娜,马晓春,孙占龙,谢新航. 陕西电力. 2016(12)
[2]应用STATCOM的DFIG风力发电机低电压穿越能力分析[J]. 李鸿南,金涛. 重庆大学学报. 2016(06)
[3]基于CROWBAR的双馈感应风力发电机低电压穿越研究[J]. 刘骁旸,张鹤. 机电设备. 2016(05)
[4]风电并网静止无功补偿技术研究[J]. 郎福成,齐欣,王宇鹍. 电工材料. 2016(02)
[5]基于定子电压定向矢量控制系统的改进研究[J]. 王向东,李湘宸,黄利刚. 自动化技术与应用. 2015(11)
[6]负载转矩前馈的电励磁同步电机定子磁链定向矢量控制[J]. 尚敬,年晓红,刘可安,南永辉. 电机与控制学报. 2015(11)
[7]双馈风电机组Crowbar保护电阻阻值优化整定[J]. 王健,严干贵,郑超,孙勇,史坤鹏. 太阳能学报. 2015(09)
[8]双馈风电机组风电场并网故障特性[J]. 樊小朝,王维庆,李凤婷,史瑞静,李强. 水力发电. 2015(06)
[9]一种双馈式风力发电系统的等效模型[J]. 李欣然,马亚辉,曹一家,徐振华,刘卫健,户龙辉. 电工技术学报. 2015(08)
[10]提高基于Crowbar电路的双馈风机低电压穿越能力的研究[J]. 邢秋月,李宝国. 辽宁工业大学学报(自然科学版). 2015(02)
博士论文
[1]永磁同步电机无传感器直接转矩控制的研究[D]. 陆骏.东华大学 2016
[2]中国新能源发展研究[D]. 张海龙.吉林大学 2014
[3]双馈风力发电系统控制策略研究[D]. 刘晋.华北电力大学 2014
[4]变速恒频双馈风力发电系统故障穿越技术研究[D]. 邹和平.大连理工大学 2013
[5]双馈风力发电系统低电压穿越关键技术研究[D]. 程孟增.上海交通大学 2012
硕士论文
[1]双馈风机低电压穿越技术研究[D]. 周金根.浙江大学 2017
[2]双馈风机机电暂态特性建模与分析[D]. 汪雅静.华中科技大学 2015
[3]双馈型风电机组LVRT增强控制算法研究[D]. 陈银.合肥工业大学 2015
[4]双馈风力发电变流器的控制策略研究[D]. 聂鹏程.武汉理工大学 2015
[5]双馈风力发电机系统模拟技术的研究[D]. 王思阅.哈尔滨工程大学 2016
[6]风电并网电压稳定性研究[D]. 刘之华.山东大学 2014
[7]不对称电网条件下双馈风电变流器控制策略研究[D]. 刘博如.北京交通大学 2012
[8]低风速小型永磁风力发电机叶片及支承的研究与设计[D]. 钱杰.武汉理工大学 2010
[9]双馈异步风力发电机低电压穿越时的Crowbar保护技术[D]. 赵静.浙江大学 2010
本文编号：3128253
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