直驅(qū)永磁同步風(fēng)電場等值建模研究.pdf

1、本文以直驅(qū)永磁同步風(fēng)力發(fā)電機(jī)組(D-PMSG)為研究對象，重點(diǎn)對風(fēng)電機(jī)組的模型、控制策略及其運(yùn)行特性等問題進(jìn)行研究，建立了包括空氣動力系統(tǒng)、集電系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)和永磁同步電機(jī)在內(nèi)的不同環(huán)節(jié)的數(shù)學(xué)模型，對采用“不可控整流+Boost升壓斬波+PWM可控逆變”結(jié)構(gòu)的變頻器控制原理進(jìn)行了深入研究，建立了變頻器的數(shù)學(xué)模型和傳遞函數(shù)關(guān)系。在分析了風(fēng)電機(jī)組的功率控制原理后，對不同類型風(fēng)電機(jī)組的潮流計(jì)算模型進(jìn)行了研究，在原有雙饋式風(fēng)電機(jī)組復(fù)雜模型的基礎(chǔ)

2、上，提出了一種簡化的雙饋異步發(fā)電機(jī)潮流計(jì)算模型，算例計(jì)算結(jié)果表明簡化模型與原模型的潮流計(jì)算結(jié)果基本相同，但計(jì)算過程大大簡化，收斂速度也很快，適用性較好。變速恒頻風(fēng)電機(jī)組不同的無功功率控制方式，其潮流計(jì)算處理方法也理應(yīng)不同，本文對采用恒電壓控制和恒功率因數(shù)控制下的潮流計(jì)算情況進(jìn)行了對比。本文在Matlab/Simulink環(huán)境下搭建了完整的D-PMSG風(fēng)電場與電網(wǎng)的仿真模型，對D-PMSG的短路電流特性進(jìn)行了仿真分析研究，研究重點(diǎn)針對風(fēng)電

3、場出口母線發(fā)生最嚴(yán)重的三相短路故障情況，仿真結(jié)果表明，由于其限流環(huán)節(jié)作用使得D-PMSG注入電網(wǎng)的短路電流大大減小，粗略計(jì)算情況下甚至可以忽略其對故障點(diǎn)短路容量的影響。另外，本文還對風(fēng)電場出口母線故障發(fā)生率較高的單相接地短路和電壓跌落故障下的故障電流特性進(jìn)行了仿真分析。三相短路故障情況下，變頻器可以起到有效的隔離作用，故障對發(fā)電機(jī)影響較小，故障后最主要的問題是不平衡功率引起的直流環(huán)節(jié)電壓和發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速上升，可以考慮增加能量釋放裝置。本文研