雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)低電壓穿越的非線性滑模及Crowbar電路控制.pdf

1、風(fēng)能是太陽(yáng)能的另一種存在方式，具有取之不盡、用之不竭、無(wú)污染、廉價(jià)等優(yōu)點(diǎn)。風(fēng)力發(fā)電相比于太陽(yáng)能、核能等新能源具有最優(yōu)的成本效益，因此世界各國(guó)都在積極發(fā)展風(fēng)力發(fā)電。為了規(guī)范新能源并網(wǎng)，各國(guó)針對(duì)新能源并網(wǎng)推出了各自的并網(wǎng)導(dǎo)則，其中對(duì)低電壓穿越能力(Low Voltage Ride Through，LVRT)有明確的嚴(yán)格要求。雙饋感應(yīng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)(Double-Fed Induction Generator，DFIG)因其具有變換器容量小、重量

2、輕、損耗低、可變速恒頻運(yùn)行等優(yōu)點(diǎn)，占據(jù)風(fēng)電市場(chǎng)主要份額。因此研究DFIG的低電壓穿越具有代表性意義。
　　首先，本文基于三相靜止ABC坐標(biāo)系和兩相旋轉(zhuǎn)dq坐標(biāo)系建立了DFIG的數(shù)學(xué)模型，分析DFIG的工作原理，之后基于功率解耦的數(shù)學(xué)模型以及同步旋轉(zhuǎn)dq坐標(biāo)系的數(shù)學(xué)模型介紹了矢量控制策略。
　　其次，針對(duì)傳統(tǒng)矢量控制策略下DFIG系統(tǒng)低電壓穿越能力弱，需改進(jìn)控制算法的問(wèn)題，介紹狀態(tài)反饋精確線性化與變結(jié)構(gòu)控制理論，通過(guò)狀態(tài)反饋精

3、確線性化理論將DFIG非線性、強(qiáng)耦合的數(shù)學(xué)模型線性化，并利用動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度快的變結(jié)構(gòu)控制理論設(shè)計(jì)系統(tǒng)低電壓穿越控制器。在MATLAB中，搭建6×1.5MW系統(tǒng)。通過(guò)仿真驗(yàn)證，狀態(tài)反饋精確線性化變結(jié)構(gòu)控制較傳統(tǒng)矢量控制能有效提高雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)低電壓穿越能力。
　　最后，針對(duì)電網(wǎng)電壓大幅跌落，添加轉(zhuǎn)子側(cè)Crowbar電路和直流側(cè)卸荷電路，分析了Crowbar電路阻值的選取和投切時(shí)間對(duì)低電壓穿越效果的影響。針對(duì)Crowbar電路接入后，