電網(wǎng)故障下雙饋風力發(fā)電機低電壓運行與控制.pdf

1、隨著風電并網(wǎng)裝機容量的不斷增大,以及風力發(fā)電容量在電網(wǎng)中總?cè)萘康谋壤鹉晟仙?風力發(fā)電對電網(wǎng)的影響越來越大。對于風電比例比較高的電力系統(tǒng),風電機組從電網(wǎng)中解列可能造成電網(wǎng)電壓和頻率的崩潰,給工業(yè)生產(chǎn)帶來巨大的損失,從而限制了風力發(fā)電大規(guī)模的發(fā)展和應用。風力發(fā)電機組在電網(wǎng)故障下的低電壓穿越運行已成為當今國際上的研究熱點,如何提高電網(wǎng)故障下雙饋異步風力發(fā)電機組的控制技術是關鍵,本文從雙饋異步風力發(fā)電系統(tǒng)的數(shù)學模型和雙PWM變換器的控制策略展

2、開研究。
　　 首先,本文根據(jù)風能的追蹤特點和雙饋異步風力發(fā)電機組運行方式,詳細的推導了風力機、齒輪傳動系統(tǒng)、雙饋風力發(fā)電機以及網(wǎng)側(cè)PWM變換器的數(shù)學模型,以此為基礎在Matlab/simulink軟件環(huán)境下建立了雙饋風力發(fā)電系統(tǒng)仿真模型。
　　 其次,分析了網(wǎng)側(cè)PWM變換器的運行特點,建立了網(wǎng)側(cè)PWM變換器在三相靜止坐標系和兩相同步旋轉(zhuǎn)坐標系下的數(shù)學模型,以此為基礎設計了電網(wǎng)電壓定向電壓電流雙環(huán)閉環(huán)控制策略。對于電網(wǎng)發(fā)

3、生故障情況下,網(wǎng)側(cè)PWM變換器受到電網(wǎng)電壓波動和負載擾動的影響,提出負載電流前饋控制策略和轉(zhuǎn)子功率瞬時波動反饋控制策略。通過傳統(tǒng)與改進控制策略的仿真比較分析,仿真結(jié)果表明所提出的負載電流前饋控制策略在電路的結(jié)構不變的情況下,具有抗負載擾動的能力;轉(zhuǎn)子功率瞬時波動反饋控制策略能及時追蹤轉(zhuǎn)子功率的變化,提高了控制的快速性,抑制直流母線電壓的波動,減小了直流母線電容的值。
　　 再次,分析了雙饋風力發(fā)電機的基本特性,詳細的推導出雙饋風

4、力發(fā)電機在三相靜止坐標系和兩相同步旋轉(zhuǎn)坐標系下動態(tài)數(shù)學模型和穩(wěn)態(tài)數(shù)學模型,并以穩(wěn)態(tài)數(shù)學模型為基礎提出了基于電網(wǎng)磁鏈定向矢量控制策略。該控制策略在電網(wǎng)正常運行和發(fā)電機穩(wěn)定性研究表現(xiàn)出良好性能,但在電網(wǎng)故障時就不能準確反應出發(fā)電機的參數(shù)變化。所以提出了電網(wǎng)電壓驟降下,以雙饋風力發(fā)電機動態(tài)數(shù)學模型為基礎考慮定子磁鏈暫態(tài)電網(wǎng)磁鏈定向矢量控制策略。仿真結(jié)果表明:1、改進控制方案在電網(wǎng)電壓不變時具有原來的良好靜態(tài)特性;2、與傳統(tǒng)控制策略相比,改進的