当前位置: 首页 > 学术论文 > 风能 > 正文

双馈型风电机组低电压穿越能力的研究

关注热度:85   来源:新能源学术论文  作者:欧阳惠
相似论文 相关推荐 你可能关注 点击排行 我要评论

【摘要】:随着风电事业的蓬勃发展,风能在电力系统中的比例逐年增加,大规模的风电并网会对电网的稳定性产生冲击,电力部门对风电机组的低电压穿越(LowVoltage Ride Through,LVRT)能力提出了更高的要求。因此,对风电机组的低电压运行能力研究具有十分重要的现实意义。本文利用MATLAB/SIMUlink仿真平台,针对双馈式风电机组(Doubly-fed Induction Generator,DFIG)的低电压运行能力展开研究工作。 研究的主要内容为应用MATLAB/SIMUlink仿真工具进行并网双馈风电机组的低电压穿越能力分析。主要工作及结论集中在如下三个方面: (1)首先从公式上推导了Crowbar阻值的选取范围,并结合仿真算例探讨了Crowbar阻值对DFIG低电压穿越性能的影响,在此基础上选取了合理的Crowbar阻值;然后,对Crowbar电路的投切控制策略作了详细的探讨,分别对故障撤除前,故障撤除时和故障撤除后这三种切除Crowbar方案借用仿真手段进行了深入研究。分析表明故障撤除前切除Crowbar的方案对DFIG风电系统穿越运行和恢复情况相对较好,在此基础上选取以时间作为投切判据量的Crowbar控制策略;最后,提出了基于滞环控制的直流侧卸荷电路控制策略。 (2)建立了并网仿真系统,针对影响DFIG低电压穿越能力的因素展开讨论,分析了网侧变频器最大限值电流及其无功补偿时刻对DFIG稳定性的影响。得到了合理的限流值能稳定直流侧母线电压,而及时控制网侧变频器进行无功补偿则能减少DFIG系统暂态振荡的结论。在此基础上,提出了两种具体的低电压穿越方案。当电网电压跌落85%时,对比转子侧Crowbar电路、Crowbar电路与直流侧卸荷电路相结合两种低电压实现方案,得到后者通过提高Crowbar阻值能够吸收多余的能量,在抑制定、转子侧的暂态浪涌电流和稳定直流母线电压方面较前者更有效等结论。 (3)在含DFIG的风电场中同时投入Crowbar电路和STATCOM动态无功补偿装置,STATCOM装置用以补偿Crowbar动作后双馈电机异步运行时对电网的无功需求,弥补了Crowbar电路动作时无法满足系统无功功率需求这一缺陷。通过仿真探讨了不同程度电压跌落下加入STATCOM后DFIG的动态响应,着重分析了电压跌落85%的情况。可以得出如下结论:电网电压严重跌落时,STATCOM装置配合网侧变频器共同对电网的无功补偿效果明显,满足E.ON标准中对风机无功功率的补偿要求,实现了风电场的LVRT;电压跌落发生时刻对DFIG系统造成的冲击要大于电压恢复时刻;和单独投入Crowbar电路相比,加入STATCOM装置不会对DFIG各分量产生冲击。电网电压轻度跌落时,DFIG风电场可以通过自身抵御故障的能力实现低电压穿越,外加Crowbar电路和STATCOM装置抑制效果不明显。因此,小电压跌落下风机不宜加Crowbar电路;电压跌落发生时刻对DFIG系统造成的冲击要小于电压恢复时刻。
【关键词】:风力发电 低电压穿越 Crowbar电路 直流卸荷电路 STATCOM 直流母线电压 最大限值电流 无功补偿
【学位授予单位】:湖南大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2013
【分类号】:TM315
【目录】:
  • 摘要5-7
  • Abstract7-9
  • 目录9-11
  • 第1章 绪论11-20
  • 1.1 选题背景与研究意义11-12
  • 1.2 双馈风电机组低电压穿越技术的必要性12-14
  • 1.3 现有的低电压穿越技术14-18
  • 1.3.1 转子侧方法15
  • 1.3.2 定子侧方法15-16
  • 1.3.3 直流母线方法16
  • 1.3.4 改进控制策略16-18
  • 1.4 本文的主要研究内容18-20
  • 第2章 双馈风机的基本理论和数学模型20-32
  • 2.1 双馈风机的系统结构和运行原理20-21
  • 2.2 风力机数学模型21-23
  • 2.3 DFIG数学模型23-29
  • 2.3.1 三相静止坐标系下DFIG的数学模型23-25
  • 2.3.2 任意速旋转坐标系下DFIG的数学模型25-27
  • 2.3.3 两相旋转坐标系下DFIG的数学模型27-29
  • 2.4 变频器数学模型29-31
  • 2.4.1 机侧变频器数学模型29
  • 2.4.2 网侧变频器数学模型29-31
  • 2.5 本章小结31-32
  • 第3章 DFIG的低电压保护电路及控制策略32-44
  • 3.1 Crowbar电路及控制策略32-38
  • 3.1.1 被动式Crowbar电路32
  • 3.1.2 主动式Crowbar电路32-33
  • 3.1.3 Crowbar阻值的选取33-35
  • 3.1.4 Crowbar的投切时间35-38
  • 3.2 直流侧卸荷电路及控制策略38
  • 3.3 基于定子电压定向矢量控制的网侧变频器38-40
  • 3.4 基于定子磁链定向矢量控制的机侧变频器40-42
  • 3.5 本章小结42-44
  • 第4章 双馈风机的低电压穿越并网分析44-54
  • 4.1 电网电压三相电压跌落发生器的模拟45
  • 4.2 影响DFIG系统的低电压穿越因素分析45-48
  • 4.2.1 网侧变频器限值电流对直流侧母线电压的影响46-47
  • 4.2.2 网侧变频器不同无功补偿时刻对DFIG系统的影响47-48
  • 4.3 大电压跌落下无保护措施的DFIG响应特性48-49
  • 4.4 大电压跌落情况下DFIG低电压穿越方案仿真分析49-52
  • 4.4.1 转子侧Crowbar电路LVRT方案50-51
  • 4.4.2 转子侧Crowbar电路与直流卸荷电路LVRT方案51-52
  • 4.5 本章小结52-54
  • 第5章 STATCOM装置对DFIG风电场的低电压穿越分析54-61
  • 5.1 STATCOM数学模型55-56
  • 5.2 STATCOM装置工作原理56
  • 5.3 STATCOM装置的低电压穿越应用56-60
  • 5.4 本章小结60-61
  • 结论61-63
  • 主要工作61-62
  • 今后进一步研究工作展望62-63
  • 参考文献63-67
  • 致谢67-68
  • 附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录68-69
  • 附录B 攻读学位期间参与的科研项目69


您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

双馈感应式风力发电系统低电压穿越研究    梁亮;李建林;许洪华;

双馈风电机组低电压穿越实验平台设计    凌禹;程孟曾;蔡旭;曹云峰;

双馈风力发电机组撬棒电路保护技术的研究    杜强;张惠娟;张同庆;

电网电压骤降故障下双馈风力发电机建模与控制    胡家兵;孙丹;贺益康;赵仁德;

双馈式风力发电机低电压穿越技术分析    王伟;孙明冬;朱晓东;

电网电压不对称故障条件下DFIG风电机组控制策略    王宏胜;章玮;胡家兵;贺益康;

考虑Crowbar阻值和退出时间的双馈风电机组低电压穿越    朱晓东;石磊;陈宁;朱凌志;刘皓明;刘隽;

双馈型风力发电系统低电压穿越策略仿真    朱颖;李建林;赵斌;

Crowbar保护在双馈异步风力发电系统电网故障穿越中的应用    马文龙;

双馈式风力发电系统低电压穿越技术分析    操瑞发;朱武;涂祥存;管水秀;

适用于电网电压小幅下降的双馈电机励磁控制仿真研究    臧晓笛;马伯乐;

不对称故障下双馈风力发电系统网侧变流器的控制方法    喻冲;宋平岗;刘鹏;李辉;

电网电压严重不对称或零电压时DFIG风电机组不间断运行的实现    徐凤星;佘岳;刘连根;蒋耀生;刘志星;刘鹏飞;

双馈风电变流器低电压穿越下Crowbar电阻的优化设计    刘志星;胡婵娟;年珩;程鹏;

几种双馈式变速恒频风电机组低电压穿越技术对比分析    臧晓笛;

双馈风力发电系统低电压穿越的研究    李宁宁;夏生柱;

电压骤降下双馈电机撬棒投切时刻对电网的无功功率影响    薛永华;李守智;

带有备用电源的双馈异步发电机系统    陈秋明;李红梅;

电网不平衡状态下风电机组运行控制中电压同步信号的检测    周鹏;贺益康;胡家兵;

基于Matlab与遗传算法的风电容量    李凤婷;晁勤;

大规模储能技术在风力发电中的应用研究    王文亮;秦明;刘卫;

双馈变速风电机组低电压穿越控制    魏林君;迟永宁;赵建国;王伟胜;

风电场接入电力系统接入点的选择    谷峰;

基于定子磁链控制的双馈风力发电机低电压穿越研究    白冲冲;张凤;卢业蕙;

基于撬棒保护的双馈发电机暂态电流分析    梁宗泽;邹旭东;熊威;黄清军;陈鉴庆;童力;康勇;

基于Crowbar的风场低电压穿越能力与保护的协调控制策略研究    车倩;陆于平;

双馈风力发电系统的低电压穿越的研究    李练兵;张鹏;

采用串联网侧变换器的双馈感应风电系统低电压穿越增强控制策略    姚骏;李清;刘奥林;杜红彪;陈知前;

风电机组低电压穿越能力对风火打捆直流外送系统的影响    周玲;宋晓芳;常康;李吉晨;

分布式电源的概率建模及其对电力系统的影响    王敏

变速恒频风力发电系统故障特性与保护技术研究    撖奥洋

双馈风力发电系统中双变流器优化联合控制    贾俊川

分布式并网发电系统低电压穿越问题的若干关键技术研究    蔚兰

基于矩阵变换器励磁的双馈型风力发电机并网运行控制策略研究    李辉

大规模风电场群联网的源网协调性研究    崔杨

内蒙古电网大规模风电入网的运行分析及调度方案设计    侯佑华

兆瓦级双馈式三电平风电变流器关键技术研究    李渊

采用串联网侧变换器的双馈异步风力发电系统运行和控制策略研究    李辉

双馈风电机组的暂态行为及其对电力系统稳定性影响    郝正航

考虑风速随机性的风电场电压相关问题的研究    周志飞

双馈式风力发电系统低压穿越暂态优化控制    陈智勇

双馈型变速恒频风力发电机转子侧变流器控制技术研究    徐凤星

新能源分布式发电系统并网逆变技术研究    曾嵘

双馈异步风力发电系统改进直接功率控制策略研究    尚磊

大规模双馈型风电场异常脱网特性分析    孟磊

并网型风电场的短路电流计算及低电压穿越能力分析    李晓涛

双馈式变速恒频风力发电机组并网运行能力优化策略    王志明

基于VSC-HVDC的风电场并网控制策略研究    徐希望

双馈风电机组有源Crowbar技术研究    王文明

一种新型风力发电用电压跌落发生器的研制    胡书举;

几种双馈式变速恒频风电机组低电压穿越技术对比分析    臧晓笛;

提高PWM整流器抗负载扰动性能研究    赵仁德,贺益康,刘其辉

风电机组低电压穿越功能及其应用    关宏亮;赵海翔;王伟胜;戴慧珠;杨以涵;

变速恒频双馈异步风力发电系统低电压穿越技术综述    贺益康;周鹏;

双馈风力发电机三相短路电流分析    张学广;徐殿国;李伟伟;

电网对称故障下基于active crowbar双馈发电机控制    张学广;徐殿国;

分布式可再生能源发电系统研究    贾要勤,杨仲庆,曹秉刚

并网型风力发电机组的控制技术综述    耿华;杨耕;马小亮;

双馈感应式风力发电系统低电压穿越研究    梁亮;李建林;许洪华;

双馈感应风力发电机特殊运行工况下励磁控制策略的研究    向大为

大型风电场接入电网的稳定性问题研究    迟永宁

风电机组的短路电流特性及低电压穿越的研究    李欣

用于风电场无功补偿的STATCOM动态特性分析    项真;解大;龚锦霞;张延迟;

风场低电压穿越能力优化设计    赵璐璐;谢桦;乔颖;

风力发电用双馈感应发电机控制策略的研究    陆城,许洪华

电网电压骤降情况下双馈风力发电机低电压穿越技术分析    王一刚;贾石峰;

考虑变频器特性的变速恒频双馈风力发电机组控制策略的研究与仿真    李晶,宋家骅,王伟胜

风力发电机组动态模型研究    李东东,陈陈

STATCOM在上海电网中的应用仿真    高芳,王伟,俞旭峰,徐凤,陈陈,苏建设

美国应用FACTS技术的几个试验性工程    杨勇

电网不对称故障下直驱风电机组低电压穿越技术    赵紫龙;吴维宁;王伟;

双馈风机网侧变流器直接功率控制研究    喻冲;肖潇;

直驱式风力发电并网变流器装置    胡顺全;

浅析风力发电并网对电网影响    孙斌;汪明清;林成;唐建兴;

双馈风力发电系统低压穿越的运行与仿真    王佳;章跃进;

利用清洁发展机制促进我国风力发电产业的发展    张希良;汪婧;顾树华;

风电场接入电力系统接入点的选择    谷峰;

德国大力开发海上风力发电    

移动式风力发电法简述    娜日斯;

神经网络控制风力发电机抗干扰信号的分析    陈洁;

国外海上风力发电机组基础结构现状    黄维平;尚景宏;王建丰;

浅谈风力发电铸件的铸造工艺    曾小弟;

让世界随风而动    吴琳

甘肃风力发电装备制造领域实现突破    朱霞

追“风”梦想    本报记者 沈佳本报通讯员 王海滨 申军平

自主研发风电 永济电机争做节能主力军    申军平

我省首个风力发电项目在都昌开工    记者 张雷

全球风力发电产业发展迅速    徐惠喜

我国研制出3.0兆瓦风电机组    高亮 和平

风力发电——新兴的玻纤市场    叶鼎铨

上海决定发展风力发电    蒋心和

利用风能挑战火力发电    金兆元

变速恒频风电机组并网故障机理与分析模型研究    欧阳金鑫

双馈风电机组模型预测控制研究    井艳军

大型双馈风电机组动态载荷控制策略研究    王晓东

双馈水轮发电机系统建模与仿真及其智能控制策略的研究    李辉

双馈型风力发电变流器及其控制    杨淑英

大规模风电场群联网的源网协调性研究    崔杨

分布式并网发电系统低电压穿越问题的若干关键技术研究    蔚兰

风力发电系统中链式STATCOM关键技术    刘钊

级联H-桥多电平STATCOM关键技术研究    宫力

配电变压器一体化静止无功补偿器(DT-STATCOM)关键技术研究    熊卿

双馈型风电机组低电压穿越能力的研究    欧阳惠

变速恒频双馈风力发电实验平台开发及电磁兼容设计    李万杰

双馈风力发电机理想电压下及电网电压小值跌落时的控制    杨继成

基于空间矢量技术的绕线式双馈风机励磁控制研究    周少雄

双馈风力发电若干问题的研究    喻明江

双馈式变速恒频风力发电机控制方法改进研究    刘畅

基于精确模型的双馈风力发电低电压穿越能力研究    高俊娥

双馈风力发电变流器控制技术研究    刘腾

双馈型风电系统安全运行研究    宫有民

双馈风机低电压穿越控制技术研究    张帆

 
关键词: 风力发电

[ 学术论文搜索 ]  [ 加入收藏 ]  [ 告诉好友 ]  [ 打印本文 ]  [ 违规举报 ]  [ 关闭窗口 ]

 
相关学术论文推荐
 
0条 [查看全部]  相关评论
 
推荐论文
智能推荐
 
网站首页 | 关于我们 | 联系方式 | 使用协议 | 版权隐私 | 排名推广 | 广告服务 | 积分换礼 | 网站留言