直驅(qū)型永磁同步風電系統(tǒng)低電壓穿越技術(shù)研究.pdf

1、環(huán)境保護和能源危機已成為世界各國需要面對的問題，而風力發(fā)電作為最具規(guī)?；虡I(yè)開發(fā)的新能源，近些年來得到了迅猛的發(fā)展。然而，風電的迅猛發(fā)展使得風電在電網(wǎng)總傳輸能量中所占比重不斷提高，穩(wěn)定安全運行問題日益凸顯，若電網(wǎng)發(fā)生短路故障后，大面積風電場的離網(wǎng)會造成電網(wǎng)電壓和頻率的崩潰。在此背景下研究風電低電壓穿越技術(shù)對風電并網(wǎng)運行安全及其可持續(xù)發(fā)展具有重要的意義。
　　 本課題針對直驅(qū)型永磁同步風力發(fā)電系統(tǒng)的低電壓穿越問題進行了較為詳細的研

2、究。對直流側(cè)加裝耗能電阻與網(wǎng)側(cè)無功控制策略等傳統(tǒng)保護方案進行了分析探討，并提出了一種改進的控制策略來提高發(fā)電系統(tǒng)的低電壓穿越能力，通過仿真驗證了該措施的可行性與正確性。
　　 首先，研究了風力機的基本特性，闡述了風能到機械能的轉(zhuǎn)化原理及風力機的功率特性，建立了PWM變流器的數(shù)學模型;分析了雙PWM變流器機側(cè)和網(wǎng)側(cè)的傳統(tǒng)穩(wěn)態(tài)控制策略，通過建模仿真，驗證了數(shù)學模型的正確性和控制策略的有效性。
　　 其次，分析了直驅(qū)型永磁同步

3、風機在電網(wǎng)電壓跌落故障下的動態(tài)特性，通過增加硬件保護電路和改變控制策略兩個力面對低電壓穿越問題的解決方案進行了論述，并對每一種方案的工作原理和實現(xiàn)方法進行了說明，并指出了各自的優(yōu)缺點。
　　 然后，對基于耗能Crowbar的保護電路進行了設計，在三種不同的電網(wǎng)電壓跌落深度下進行了仿真研究。引入網(wǎng)側(cè)無功控制策略，提出組合保護方案，通過仿真表明此組合保護方案解決了單獨使用卸荷電阻所存在的電阻過熱和系統(tǒng)震蕩問題，有效的提高了所研究的風