雙饋風(fēng)力發(fā)電變流器控制策略研究.pdf_第1頁(yè)
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1、化石能源的日益枯竭以及大量化石能源的使用所產(chǎn)生的一系列環(huán)境和生態(tài)問(wèn)題,使得清潔可再生能源的開(kāi)發(fā)利用成為必然。風(fēng)能作為一種儲(chǔ)量豐富的可再生能源,有著巨大的開(kāi)發(fā)潛能。風(fēng)力發(fā)電作為開(kāi)發(fā)利用風(fēng)能資源的一種有效形式,成為當(dāng)前新能源領(lǐng)域關(guān)注的焦點(diǎn)。作為當(dāng)前兆瓦級(jí)主導(dǎo)機(jī)型的雙饋型風(fēng)力發(fā)電機(jī)相比于全功率風(fēng)力發(fā)電機(jī)而言,其突出優(yōu)勢(shì)在于其驅(qū)動(dòng)變流器容量較小,通常僅為機(jī)組容量的30%左右。這有效降低了變流器成本和硬件設(shè)計(jì)難度,但也正是這一特點(diǎn)使得雙饋風(fēng)力發(fā)電

2、機(jī)與電網(wǎng)之間有著較強(qiáng)的耦合性,使其變流器控制較為復(fù)雜。而良好的控制系統(tǒng)是風(fēng)力發(fā)電機(jī)運(yùn)行性能的保障,鑒于此,本文圍繞變速恒頻雙饋型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)及其相關(guān)控制技術(shù)展開(kāi)研究。
  首先,在簡(jiǎn)要敘述雙饋電機(jī)工作原理和特點(diǎn)的基礎(chǔ)上,建立了雙饋電機(jī)及其驅(qū)動(dòng)變流器的數(shù)學(xué)模型,以此為基礎(chǔ)研究了雙饋電機(jī)轉(zhuǎn)子側(cè)變流器控制策略,并設(shè)計(jì)完成了基于定子電壓矢量定向的雙饋電機(jī)矢量控制系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了發(fā)電機(jī)定子側(cè)有功功率和無(wú)功功率的獨(dú)立解耦控制,為后文雙饋風(fēng)力發(fā)電系

3、統(tǒng)低電壓穿越問(wèn)題的分析和仿真研究奠定了基礎(chǔ)。
  其次,以雙饋電機(jī)數(shù)學(xué)模型為基礎(chǔ),對(duì)電網(wǎng)電壓跌落時(shí)雙饋電機(jī)的暫態(tài)響應(yīng)特性進(jìn)行了理論分析和仿真驗(yàn)證。結(jié)果表明,電壓跌落會(huì)激起雙饋電機(jī)的電磁暫態(tài)過(guò)程,并且若不能采取及時(shí)有效的措施,較大的電磁暫態(tài)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生較大的電壓和電流,進(jìn)而威脅到變流器及系統(tǒng)的安全運(yùn)行。為滿足電力運(yùn)行部門對(duì)風(fēng)電機(jī)組的低電壓穿越要求,并確保變流器及風(fēng)機(jī)的安全,通常采用撬棒保護(hù)電路旁路變流器并維持風(fēng)力發(fā)電機(jī)的并網(wǎng)運(yùn)行,這

4、一方案也是當(dāng)前研究和應(yīng)用的主要方案。鑒于此,本文對(duì)基于撬棒保護(hù)電路的雙饋型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)低電壓穿越方案進(jìn)行了研究,并對(duì)影響其運(yùn)行效果的主要因素進(jìn)行了仿真和分析。
  再次,盡管優(yōu)化設(shè)計(jì)的撬棒保護(hù)電路能夠維持雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)在低電壓穿越過(guò)程中的不脫網(wǎng)運(yùn)行,但一旦撬棒動(dòng)作,轉(zhuǎn)子側(cè)變流器被旁路,雙饋電機(jī)將轉(zhuǎn)變?yōu)槠胀ɑ\型異步電機(jī)模式運(yùn)行,這不僅沒(méi)能充分發(fā)揮雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)變流控制的靈活性而且不利于電力系統(tǒng)的電壓穩(wěn)定。鑒于此,本文對(duì)雙饋電機(jī)驅(qū)動(dòng)用

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