基于超级电容储能的双馈风电机组并网控制研究

【摘要】：由于风能为间歇性能源,作用在风力发电机转子上的转矩极不稳定,异步发电机对于并网没有严格的频率、相角的要求,容易并网,因此本文的风力发电系统采用异步发电机。异步发电机运行时需要吸收大量无功功率,现补偿无功功率的方法很多,但是调节有功功率的设备和方法还未发展成熟。 本文建立了一种双馈感应风力发电系统,转子侧变流器采用滞环控制的方法,使用转子侧变流器的电流参考方法控制电网侧变流器,经过PSCAD的建模仿真,给出有功功率的波形,该风力发电系统实现了最大风能追踪。本文将储能装置应用到双馈感应风力发电系统的模型中,设计了并联和串联补偿变流器的控制方法。并设计了储能装置的储能电感、滤波电容,计算得出功率器件的选择方案,以及提出了储能装置DC/DC变流器的驱动控制方法。在上述风力发电系统的基础上,研究有功功率不足时给此风力发电系统调节有功功率和电压的方法。并联补偿的主要作用是平滑有功功率的输出,串联补偿的主要作用是改善电压波形。 【关键词】：超级电容储能系统 补偿有功功率 风力发电 并联补偿 串联补偿
【学位授予单位】：华北电力大学（北京）
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：TM315
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 绪论9-13
• 1.1 课题背景9
• 1.2 课题研究的意义9-11
• 1.3 本论文的主要工作11-13
• 第2章 双馈风力发电系统的建立13-30
• 2.1 双馈风力发电系统13-16
• 2.2 风轮机模型16-19
• 2.2.1 定桨距控制16-18
• 2.2.2 变桨距控制18-19
• 2.3 双馈异步发电机模型19-26
• 2.3.1 双馈异步发电机数学模型19-22
• 2.3.2 转子侧最大风能22-26
• 2.4 网侧变流器控制26-28
• 2.5 本章小结28-30
• 第3章 超级电容储能系统30-38
• 3.1 超级电容储能30-32
• 3.2 DC/DC变流器的拓扑结构32-33
• 3.3 DC/DC变流器的设计33-37
• 3.3.1 储能电感的设计34-35
• 3.3.2 滤波电容的设计35
• 3.3.3 功率器件的选择35
• 3.3.4 驱动控制35-37
• 3.4 本章小结37-38
• 第4章 储能系统在双馈风力发电并网应用的仿真分析38-50
• 4.1 风力发电系统参数38-39
• 4.2 串、并联储能系统的控制39-43
• 4.2.1 并联储能系统变流器的控制39-42
• 4.2.2 串联储能系统变流器的控制42-43
• 4.3 未加入串、并联储能系统的仿真与分析43-46
• 4.4 加入串并联储能系统的仿真及分析46-49
• 4.5 本章小结49-50
• 第5章 结论与展望50-51
• 5.1 结论50
• 5.2 工作展望50-51
• 参考文献51-54
• 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果54-55
• 致谢55

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