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时间:2019-03-16
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1、广东工业大学硕士学位论文(工学硕士)双馈风力发电系统低电压穿越技术研究张隆二〇一五年五月码:11845分类号学校代UDC密级学号:2111204011广东工业大学硕士学位论文(工学硕士)双馈风力发电系统低电压穿越技术研究张隆指导教师姓名、职称:杨俊华专业或领域名称:电气工程学生所属学院:自gM七学二零一五年五月论文答辩日期:ADissertationSubmittedtoGuanonUniversitofTechnologdgygyfortheDegreeofMasterMa
2、sterofEnineerinScience)(ggResearchonLowVoltaeRideThrouhofWindggPowerSystemBasedonDFIGCandidate:ZhangLongSuervisor:YanJunhuapgMay2015SchoolofAutomationGuangdongUniversityofTechnologyGuanzhouGuandonP.R.China510006g,gg,,摘要摘要交流励磁双馈感应发电(DFIG)系统和永磁直驱
3、同步发电系统是目前主流的变速恒频风力发电系统,DFIG系统具有成本低、风能转换效率高、可实现有功功率和无功功率解稱控制等优点,但由于DFIG定子侧直接并入电网,对电网电压波动非常敏感,低电压穿越能力较弱。随着风电穿透率的提高,风电机组对电网影响越来越大,因此,提高机组的低电压穿越能力具有重要意义。为实现DFIG系统的低电压穿越,本文设计了基于短路电流的Crowbar电路;针?对DFIG系统机端三相短路故障,从磁链角度导出其转子短路电流表达式及最大短路电流估算式;通过短路电流和网侧变流器的耐受电压,给出Crowbar串联电阻值的整。,适当增大Crowb
4、ar的阻值研究表明,有利于加速暂态电流定范围,在整定范围内衰减及提高DFIG系统运行时的功率因数,使系统快速恢复到正常工作。基于PI调节器的传统矢量控制设计,均以双馈发电机的三阶模型为基础,忽略了励磁电流的暂态过程,电网发生低电压故障时,控制性能不佳。为提高DFIG系统的低电压穿越能力,提出自抗扰矢量控制方案,通过扩张状态观测器估计出系统总扰动-,PSCAD/EMTDC并给以补偿削弱故障对控制性能的影响;基于平台进行暂态仿真研究,,;比较传统PI控制、改进控制及自抗扰矢量控制结果表明自抗扰矢量控制系统动态性能良好、鲁棒性强,可有效抑制转子侧暂态电流,提
5、高系统低电压穿越能力。电网电压发生跌落故障期间,基于Crowbar电路的双馈风力发电系统需吸收大量无功功率;通过分析DFIG系统运行特点,给出无功功率吸收量和系统转差率关系。提出故障工况时的变奖距控制和网侧变流器STATCOM控制策略,利用快速桨距调节系统改变桨距角抑制系统转差率,降低系统无功功率吸收量;同时将网侧变换器切换为STATCOM工作模式,为系统提供无功功率补偿;PSCAD/EMTDC平台的暂态仿真研究结果表明,,故障期间启动Crowbar电路该控制策略可有效减少系统从电网中吸收无功功率,,有助于主电网电压的重建和恢复所提方法的有效性和正确性得
6、以验证。STATC:双馈电机;Crowbar;OM关键词;低电压穿越电路;自抗扰控制器;变桨距控制I广东工业大学硕士论文ABSTRACTDoub-lyfedinductiongeneratorsystemDFIGandPermanentmanetsnchonou()gyrseneratorsstemwerethemainstreamofvariableseedconstanteVSCFwgypfrquency()ind-owerenerationsstemDoublfedwindowerenerationtpg
7、y,ypgsysemwithcharacteristicsoflowcostandhihefficienccouldrealizedecoulitrlgy,pngconoofactiveandreactiveowerlp.SincethestatorwindingsweredirectyconnectedtotheridDFIGsstemwereg,yvulnerabletogridvoltage
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