永磁直驱风电系统低压穿越研究

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1、分类号密级永磁直驱风电系统低压穿越研究研究生姓名：谷雅琼指导教师姓名、职称：于惠钧教授学科专业：电气工程研究方向：复杂机电系统的信息集成和协调控制湖南工业大学二零一五年十二月八日分类号密级永磁直驱风电系统低压穿越研究ＲｅｓｅａｒｃｈｏｎＬｏｗＶｏｌｔａｇｅＲｉｄｅＴｈｒｏｕｇｈｏｆＰｅｒｍａｎｅｎｔ－ＭａｇｎｅｔＤｉｒｅｃｔＤｒｉｖｅＷｉｎｄＰｏｗｅｒＳｓｔｅｍｙ研究生姓名：谷雅琼指导教师姓名、职称；于惠钩教授学科专业：电气工程研究方向；复杂．机电系

2、统的信息集成和协调控制ｏ论文答辩日ｍＭ．ｉ．ａ答辩委员会主席屋湖南工业大学二零一五年十二月九曰湖南工业大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中己经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研巧做出重要贡献的个人和集体，均已在文中明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。方？：作者签名？５／；珠日期；年巧相湖南工业大学论文版权使用授权

3、书艮本人了解湖南工业大学有关保留、使用学位论文的规定，Ｐ：学校有权保留学位论文，允许学位论文被查阅和借阀；学校可公布学位论文的全部或部分内容，可Ｗ采用复印、缩印或其他手段保存学位论文；学校可根据国家或湖南省有关部口规定送交学位论文。作者签名导师签名期年心月化硕士学位论摘要随着兆瓦级永磁直驱风电机组的不断应用，电力系统中风电装机容量比例越来越大，电力系统故障导致电压跌落后，风电场切除会严重影响系统运行的稳定性，这就要求风电机组具有低电压穿越能力，保证系统发生故障后风电机组不间断并网运行。

4、本文提出了配合超级电容储能系统的优化控制策略，能有效地稳定直流侧电压，并满足了电网故障时风电系统向电网提供无功功率支持的要求，实现了风电系统低压穿越。本文针对电网对称故障情况下，电机侧变流器和电网侧变流器功率不平衡造成直流链电压升高的问题，对超级电容器的容量以最优经济为目标进行分析计算，提出了配合超级电容储能系统的机侧变流器和网侧变流器协调控制策略。仿真结果表明：通过对机侧变流器对发电机输出功率进行限制，采用超级电容储能系统对直流链剩余功率进行吸收，以及网侧变流器的无功补偿，能有效的抑制直流链电压升高，提高电

5、网故障时风电系统的无功补偿能力，保障了系统的安全稳定运行，且验证了超级电容器容量计算方法合理。针对风电系统在电网两相不对称故障情况下，网侧变流器会产生不对称电流和功率2倍频波动问题，本文将不对称电压分量分解成两组对称分量，构建双坐标系d-q控制系统，根据不同功率波动分3种不同运行情况进行控制，并根据3种情况的运行特点，分别设计网侧变流器输出功率限制，有效地抑制负序电流和功率2倍频波动。仿真结果表明：不对称故障下，网侧变流器双坐标系d-q控制策略能够确保风电系统可靠运行，满足低压穿越需求。关键字：直驱风电系统，

6、低压穿越，超级电容系统，协调控制I永磁直驱风电系统低压穿越研究ABSTRACTWiththecontinuousapplicationofmegawattpermanentmagnetdirectdrivewindturbines,electricpowersystemstrokecapacityproportionismoreandmorebig,whenthepowersystemfaultvoltagedrop,windfarmwillseriouslyaffectthestabilityofthesy

7、stemoperation,whichrequiresthewindturbineshavelowvoltageacrossability,assurancesystemfailureafterwindturbinesuninterruptedparalleloperation.Thispaperputsforwardtheoptimizationcontrolstrategywiththesupercapacitorenergystoragesystem,caneffectivelystabilizethe

8、dcvoltage,andmeettothegridpowergridfailurewindpowersystemtoprovidereactivepowersupport,cometruethelowvoltageridethroughthewindpowersystem.Inthispaper,undergridsymmetricalfaultconditions,themotor-sideco