基于泵升电路的双馈风电机组低电压穿越技术研究

【摘要】：随着大规模风电的并网运行，电网电压跌落期间，风电场控制及其对电网安全稳定的影响已成为电网发展的重要课题之一。目前，随着双馈感应发电机（DFIG）的大范围应用，对其低电压穿越技术研究具有重要的意义。 在分析现有DFIG改变控制策略和拓扑结构的两种低电压穿越技术基础上，提出一种补偿DFIG机端电压的新方案。 首先建立了DFIG的低电压时的稳态和暂态等效电路模型，分析利用电阻补偿机端电压的可行性。提出了低电压穿越的机端电压补偿新策略，当检测到电网电压下降时，在DFIG机端迅速投入一组串联电阻，维持机端电压稳定，并消耗多余能量。详细分析了定子和转子侧补偿电路，以及抑制电机内部的暂态响应的原理，并给出了实现补偿电阻的泵升实现电路。利用MATLAB对提出的补偿方案进行了仿真，确定了补偿参数和控制实现的方法。通过补偿电路原理和计算机仿真真结果表明，与传统控制策略相比，本文提出的方案下，发电系统能有效地抑制包括直流侧过电压在内的多种参量的暂态突变，保持DFIG的不间断运行，具有良好的低电压穿越特性，是具有一定应用前景的电网低电压穿越解决方案。 【关键词】：双馈风电机组（DFIG） 低电压穿越（LVRT） 泵升电路 暂态响应
【学位授予单位】：华北电力大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TM315
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 绪论9-16
• 1.1 选题背景及意义9-10
• 1.2 国内外的研究现状10-14
• 1.2.1 改进控制策略11
• 1.2.2 定子侧低电压穿越方案11-12
• 1.2.3 转子侧低电压穿越方案12-14
• 1.3 本文主要工作14-15
• 1.4 本文创新点15-16
• 第2章 电网低电压下 DFIG 电路建模16-28
• 2.1 双馈异步发电机结构16-17
• 2.2 双馈异步发电机等效电路17-19
• 2.3 双馈异步发电机数学模型19-20
• 2.4 双馈异步发电机的运行控制20-22
• 2.4.1 转子侧变换器的控制20-21
• 2.4.2 网侧变换器的控制21-22
• 2.5 电网电压跌落时 DFIG 暂态响应22-26
• 2.6 本章小结26-28
• 第3章 基于机端电压泵升电路补偿的策略研究28-35
• 3.1 机端电压补偿策略的提出28-33
• 3.2 暂态响应分析33
• 3.3 泵升电路的实现33-34
• 3.4 本章小结34-35
• 第4章 基于泵升电路的 LVRT 策略仿真分析35-51
• 4.1 基于 MATLAB/SIMUlink 的仿真系统35-38
• 4.2 三相电网电压跌落时 DFIG 运行量38-41
• 4.3 电阻补偿后 DFIG 各运行量分析41-43
• 4.3.1 机端串电阻补偿41-43
• 4.3.2 转子侧串电阻43
• 4.4 机端串动态电阻43-44
• 4.5 泵升电路仿真分析44-47
• 4.6 泵升电路馈入电网的谐波分析47-48
• 4.7 网侧变换器电流分析48-49
• 4.8 本章小结49-51
• 第5章 结论与展望51-53
• 5.1 结论51-52
• 5.2 展望52-53
• 参考文献53-56
• 在校研究成果56-57
• 致谢57

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