基于雙饋電機的風機動態(tài)模擬研究.pdf

1、隨著石化能源的日益枯竭以及和諧社會的可持續(xù)發(fā)展要求,風力發(fā)電作為一種在我國蘊含豐富而且潔凈的自然能源,其具有獨特的優(yōu)勢,但風電系統(tǒng)本身的復雜性導致其相關(guān)的技術(shù)難度大大增加。風電系統(tǒng)的靜態(tài)與暫態(tài)特性決定了整個系統(tǒng)能否在各種工況下穩(wěn)定運行以及并網(wǎng)發(fā)電,所以風電系統(tǒng)需要實驗室計算機仿真和實際系統(tǒng)實驗的方式進行對比與驗證。實際風場系統(tǒng)實驗對于實驗室條件是不現(xiàn)實的,再加上實際風場中實驗環(huán)境的不可控性,擁有可以模擬實際風場系統(tǒng)特性的風電模擬系統(tǒng)應(yīng)運

2、而生。
　　針對現(xiàn)有風電模擬系統(tǒng)一般只模擬穩(wěn)態(tài)輸出的局限性,本文的模擬系統(tǒng)采用的是原動機動態(tài)模擬轉(zhuǎn)矩控制,雙饋型風力發(fā)電機轉(zhuǎn)速環(huán)與電流環(huán)雙環(huán)控制的結(jié)構(gòu),研究風電模擬系統(tǒng)的暫穩(wěn)態(tài)特性,并重點研究了風力機以及傳動軸的模擬。在風電模擬系統(tǒng)的暫穩(wěn)態(tài)性能的研究中考慮了由風力機本身特性造成的風剪切效應(yīng)和塔影效應(yīng),傳動軸系統(tǒng)建模對系統(tǒng)暫態(tài)性能的影響以及風力機大慣量特性,運用轉(zhuǎn)矩的動態(tài)補償模擬的方案,使得風電模擬系統(tǒng)與實際風電系統(tǒng)擁有更近似的暫穩(wěn)

3、態(tài)性能,可以代替實際風電系統(tǒng)進行仿真與實驗研究。
　　對于風剪塔影效應(yīng)帶來的風力機輸出轉(zhuǎn)矩的三倍頻脈動,本文提出了一種基于雙饋電機的附加轉(zhuǎn)矩控制,可以大幅削減其三倍頻功率脈動的幅值,使雙饋電機輸出功率基本趨于平衡。對于風電系統(tǒng)電網(wǎng)適應(yīng)性問題,在電網(wǎng)故障甚至短路情況下,本文提出了將原有雙饋電機從原有的轉(zhuǎn)矩環(huán)控制切換到轉(zhuǎn)速環(huán)控制,這樣可以有效抑制由于電網(wǎng)故障對雙饋電機所造成的轉(zhuǎn)矩與功率振蕩。
　　在理論分析與仿真基礎(chǔ)上,本文搭建