電網(wǎng)故障下雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)低電壓運(yùn)行與控制.pdf

1、隨著風(fēng)電并網(wǎng)裝機(jī)容量的不斷增大,以及風(fēng)力發(fā)電容量在電網(wǎng)中總?cè)萘康谋壤鹉晟仙?風(fēng)力發(fā)電對電網(wǎng)的影響越來越大。對于風(fēng)電比例比較高的電力系統(tǒng),風(fēng)電機(jī)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(fēng)力發(fā)電大規(guī)模的發(fā)展和應(yīng)用。風(fēng)力發(fā)電機(jī)組在電網(wǎng)故障下的低電壓穿越運(yùn)行已成為當(dāng)今國際上的研究熱點(diǎn),如何提高電網(wǎng)故障下雙饋異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的控制技術(shù)是關(guān)鍵,本文從雙饋異步風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的數(shù)學(xué)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(fēng)能的追蹤特點(diǎn)和雙饋異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)組運(yùn)行方式,詳細(xì)的推導(dǎo)了風(fēng)力機(jī)、齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)、雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)以及網(wǎng)側(cè)PWM變換器的數(shù)學(xué)模型,以此為基礎(chǔ)在Matlab/simulink軟件環(huán)境下建立了雙饋風(fēng)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(yùn)行特點(diǎn),建立了網(wǎng)側(cè)PWM變換器在三相靜止坐標(biāo)系和兩相同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型,以此為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)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(dòng)和負(fù)載擾動(dòng)的影響,提出負(fù)載電流前饋控制策略和轉(zhuǎn)子功率瞬時(shí)波動(dòng)反饋控制策略。通過傳統(tǒng)與改進(jìn)控制策略的仿真比較分析,仿真結(jié)果表明所提出的負(fù)載電流前饋控制策略在電路的結(jié)構(gòu)不變的情況下,具有抗負(fù)載擾動(dòng)的能力;轉(zhuǎn)子功率瞬時(shí)波動(dòng)反饋控制策略能及時(shí)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(dòng),減小了直流母線電容的值。
　　 再次,分析了雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)的基本特性,詳細(xì)的推導(dǎo)出雙饋風(fēng)

4、力發(fā)電機(jī)在三相靜止坐標(biāo)系和兩相同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型和穩(wěn)態(tài)數(shù)學(xué)模型,并以穩(wěn)態(tài)數(shù)學(xué)模型為基礎(chǔ)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(yùn)行和發(fā)電機(jī)穩(wěn)定性研究表現(xiàn)出良好性能,但在電網(wǎng)故障時(shí)就不能準(zhǔn)確反應(yīng)出發(fā)電機(jī)的參數(shù)變化。所以提出了電網(wǎng)電壓驟降下,以雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型為基礎(chǔ)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(jìn)控制方案在電網(wǎng)電壓不變時(shí)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(jìn)的