基于PSCAD/EMDTC的双馈风力发电机的控制策略研究
发布时间：2022-05-08 14:52
随着用电需求量的增加,煤、石油、天然气等不可再生能源的大量使用,导致能源短缺和环境污染的问题逐渐凸显,清洁能源和可再生能源的开发利用成为大势所趋。风力发电是清洁能源和可再生能源开发利用中最具备开发条件,运行最灵活、开发技术最成熟、对环境破坏最低、开发成本降低最快、发展前景最被看好的发电方式之一。与此同时,风能资源蕴藏丰富,可以说是取之不尽、用之不竭。对此,世界各国普遍重视对风电产业的投资,各国纷纷成立风电研发部门,不断创新风电技术。随着大型并网风力发电机组开发技术的成熟,风力发电机组的装机容量也在不断增大,怎样使风电机组最大程度地利用风能,提高风力发电机组的运行效率已经成为了研究的重要方向。由于恒速恒频风力发电系统风机的转速恒定,风能的利用率不高,从1990年开始到至今,风力发电逐步经历了由恒速恒频到变速恒频的过渡[11-13]。变速恒频风力发电机能在不同风速条件下实现风机的最大功率运行,风能的利用率得到提高。本文首先分析了双馈发电机的等值电路,得出双馈电机的数学模型,推导出了双馈电机在同步、超同步和次同步运行工况时的功率传输,研究d-q坐标系下网侧和转子侧变换器的控制策略。最后,利用...
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 风力发电的必要性
1.2 全球风力发电情况
1.2.1 世界风电发展情况
1.2.2 中国风电发展情况
1.2.3 山西省“十三五”风力发电规模预测
1.3 风能发电系统概述
1.3.1 风力发电机组类型介绍
1.3.2 双馈风力发电发展情况
1.3.3 风能接入对配电网的影响
1.4 仿真平台的选择
1.5 本文的主要研究内容
第2章 双馈风力发电的理论基础
2.1 双馈电机的等值电路
2.2 双馈电机的功率传输
2.2.1 超同步状态
2.2.2 同步状态
2.2.3 次同步状态
2.3 双馈电机的数学模型
2.3.1 双馈电机电压方程组
2.3.2 磁链方程
2.3.3 转子的运动方程
2.4 双馈电机d-q坐标系的数学模型
第3章 双馈风力发电的控制策略
3.1 交-直-交双PWM变换器
3.2 网侧变换器的控制策略
3.2.1 网侧变换器的数学模型
3.2.2 SVPWM的原理及其实现
3.2.3 控制策略方法
3.3 转子侧变换器的控制策略研究
3.3.1 电流控制技术的选择
3.3.2 转子侧变换器的控制策略
3.4 建立风能数学模型
第4章 变速恒频双馈风力发电系统的PSCAD仿真
4.1 变速恒频双馈风力发电系统仿真模型
4.1.1 SVPWM仿真模型
4.1.2 控制策略仿真
4.1.3 变速恒频风机的仿真
4.2 变速恒频风机运行仿真
第5章 结论
参考文献
攻读学位期间取得的研究成果
致谢
个人简况及联系方式
【参考文献】：
期刊论文
[1]双馈电机并网前参数优化[J]. 谢钊文,呼小亮,李学锋. 电气传动. 2015(03)
[2]双馈风力发电系统谐波检测分析[J]. 王嘉毅,张延迟,徐祥平,高海凌. 电工电气. 2015(03)
[3]基于PSCAD/EMTDC的风光互补并网发电系统建模与仿真[J]. 李钢,慈建斌,李洪星,姜奇,姜威达. 电源技术. 2014(10)
[4]双馈风电机组电网适应性问题及其谐振控制解决方案[J]. 贺益康,徐海亮. 中国电机工程学报. 2014(29)
[5]适用于电力系统中长期动态仿真的风电机组有功控制模型[J]. 刘涛,叶小晖,吴国旸,苏志达,仲悟之,宋新立,黄永宁. 电网技术. 2014(05)
[6]双馈感应风力发电系统电流控制策略研究[J]. 买买提热依木·阿布力孜. 可再生能源. 2013(07)
[7]采用双馈机组的风电场无功功率控制研究[J]. 李东东,王凯凯,叶辰升. 电力系统保护与控制. 2013(13)
[8]关于分布式风力发电技术与系统的探讨[J]. 王海军,王磊. 中国高新技术企业. 2012(Z1)
[9]浅谈风力发电技术发展现状及趋势[J]. 魏超. 科技创新与应用. 2012(23)
[10]双馈式风电场改进的恒电压控制策略[J]. 栗然,唐凡,刘英培,柯拥勤. 电力系统保护与控制. 2012(06)
博士论文
[1]变速恒频交流励磁双馈风力发电系统及其控制技术研究[D]. 邹旭东.华中科技大学 2005
[2]变速恒频风力发电系统运行与控制研究[D]. 刘其辉.浙江大学 2005
硕士论文
[1]光伏发电并网与微网运行控制仿真研究[D]. 杨文杰.西南交通大学 2010
[2]双馈感应风力发电机低压穿越控制策略研究[D]. 郭登科.东北电力大学 2009
[3]变速双馈风电机组建模与并网稳定性研究[D]. 闫广新.新疆大学 2008
[4]基于PSCAD的变速恒频双馈风力发电系统建模与控制研究[D]. 高阿龙.河海大学 2007
[5]双馈感应风力发电系统的基础理论研究与仿真分析[D]. 孙秋霞.哈尔滨工业大学 2006
[6]风力发电对电网的影响研究[D]. 刁瑞盛.浙江大学 2006
[7]变速恒频交流励磁风力发电机系统及其控制原理研究[D]. 艾斯卡尔.河海大学 2004
[8]变速恒频风力发电系统的建模和特性研究[D]. 史林军.河海大学 2003
本文编号：3651860
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 风力发电的必要性
1.2 全球风力发电情况
1.2.1 世界风电发展情况
1.2.2 中国风电发展情况
1.2.3 山西省“十三五”风力发电规模预测
1.3 风能发电系统概述
1.3.1 风力发电机组类型介绍
1.3.2 双馈风力发电发展情况
1.3.3 风能接入对配电网的影响
1.4 仿真平台的选择
1.5 本文的主要研究内容
第2章 双馈风力发电的理论基础
2.1 双馈电机的等值电路
2.2 双馈电机的功率传输
2.2.1 超同步状态
2.2.2 同步状态
2.2.3 次同步状态
2.3 双馈电机的数学模型
2.3.1 双馈电机电压方程组
2.3.2 磁链方程
2.3.3 转子的运动方程
2.4 双馈电机d-q坐标系的数学模型
第3章 双馈风力发电的控制策略
3.1 交-直-交双PWM变换器
3.2 网侧变换器的控制策略
3.2.1 网侧变换器的数学模型
3.2.2 SVPWM的原理及其实现
3.2.3 控制策略方法
3.3 转子侧变换器的控制策略研究
3.3.1 电流控制技术的选择
3.3.2 转子侧变换器的控制策略
3.4 建立风能数学模型
第4章 变速恒频双馈风力发电系统的PSCAD仿真
4.1 变速恒频双馈风力发电系统仿真模型
4.1.1 SVPWM仿真模型
4.1.2 控制策略仿真
4.1.3 变速恒频风机的仿真
4.2 变速恒频风机运行仿真
第5章 结论
参考文献
攻读学位期间取得的研究成果
致谢
个人简况及联系方式
【参考文献】：
期刊论文
[1]双馈电机并网前参数优化[J]. 谢钊文,呼小亮,李学锋. 电气传动. 2015(03)
[2]双馈风力发电系统谐波检测分析[J]. 王嘉毅,张延迟,徐祥平,高海凌. 电工电气. 2015(03)
[3]基于PSCAD/EMTDC的风光互补并网发电系统建模与仿真[J]. 李钢,慈建斌,李洪星,姜奇,姜威达. 电源技术. 2014(10)
[4]双馈风电机组电网适应性问题及其谐振控制解决方案[J]. 贺益康,徐海亮. 中国电机工程学报. 2014(29)
[5]适用于电力系统中长期动态仿真的风电机组有功控制模型[J]. 刘涛,叶小晖,吴国旸,苏志达,仲悟之,宋新立,黄永宁. 电网技术. 2014(05)
[6]双馈感应风力发电系统电流控制策略研究[J]. 买买提热依木·阿布力孜. 可再生能源. 2013(07)
[7]采用双馈机组的风电场无功功率控制研究[J]. 李东东,王凯凯,叶辰升. 电力系统保护与控制. 2013(13)
[8]关于分布式风力发电技术与系统的探讨[J]. 王海军,王磊. 中国高新技术企业. 2012(Z1)
[9]浅谈风力发电技术发展现状及趋势[J]. 魏超. 科技创新与应用. 2012(23)
[10]双馈式风电场改进的恒电压控制策略[J]. 栗然,唐凡,刘英培,柯拥勤. 电力系统保护与控制. 2012(06)
博士论文
[1]变速恒频交流励磁双馈风力发电系统及其控制技术研究[D]. 邹旭东.华中科技大学 2005
[2]变速恒频风力发电系统运行与控制研究[D]. 刘其辉.浙江大学 2005
硕士论文
[1]光伏发电并网与微网运行控制仿真研究[D]. 杨文杰.西南交通大学 2010
[2]双馈感应风力发电机低压穿越控制策略研究[D]. 郭登科.东北电力大学 2009
[3]变速双馈风电机组建模与并网稳定性研究[D]. 闫广新.新疆大学 2008
[4]基于PSCAD的变速恒频双馈风力发电系统建模与控制研究[D]. 高阿龙.河海大学 2007
[5]双馈感应风力发电系统的基础理论研究与仿真分析[D]. 孙秋霞.哈尔滨工业大学 2006
[6]风力发电对电网的影响研究[D]. 刁瑞盛.浙江大学 2006
[7]变速恒频交流励磁风力发电机系统及其控制原理研究[D]. 艾斯卡尔.河海大学 2004
[8]变速恒频风力发电系统的建模和特性研究[D]. 史林军.河海大学 2003
本文编号：3651860
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