双馈风力发电系统的低电压穿越技术研究

论文摘要

随着能源危机和环境污染的日益严重,新能源的开发和利用成为了一个热点。风力发电作为一种清洁无污染,而且储量丰富的能源,受到了全世界的重视。尤其近年来,风力发电发展十分迅速。双馈风力发电机是采用变速恒频技术的一种风力发电机,能够实现最大风能捕捉,且具有变换器容量小,经济性好的特点,使用十分广泛。但由于双馈风力发电系统的变换器容量小,其对于电网故障较为敏感。本文针对双馈风力发电系统的低电压穿越进行了研究,主要内容如下:首先,本文针对风力发电系统中使用的网侧变换器和绕线式异步电机分别建立了同步坐标系下的数学模型,并在此基础上详细推导得出了基于电网电压定向的网侧变换器的矢量控制策略和基于定子磁链定向下转子侧变换器矢量控制策略。其次,先从转子开路模型进行了暂态磁链和转子电压的分析,然后建立了考虑转子电流时的双馈电机暂态模型,并得出了电机转子侧过电流的原因是定子侧的暂态磁链的结论,分析了影响过电流大小的一些因素。接着论文针对前面暂态分析的结论,采用了一种新的励磁控制策略,通过控制转子电流,来加快定子暂态磁链的衰减,从而保护转子侧变换器的安全,扩大双馈电机在电网电压跌落时的运行范围。论文最后通过仿真验证了方案的有效性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 风力发电利用背景及发展状况
• 1.2 课题研究现状
• 1.3 本文研究内容
• 2 双馈电机的数学模型及稳态控制策略
• 2.1 引言
• 2.2 网侧变换器模型及控制
• 2.3 转子侧变换器模型及控制
• 3 双馈风力发电机暂态分析
• 3.1 引言
• 3.2 双馈电机暂态模型
• 3.3 电压跌落时双馈电机暂态
• 4 电压跌落时双馈风力发电机控制策略
• 4.1 引言
• 4.2 双馈风力发电机的低电压穿越控制策略
• 4.3 仿真分析
• 5 全文总结
• 致谢
• 参考文献