双馈风力发电机lvrt无功支持能力研究

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1、分类号：密级：UDC：编号：河北工业大学硕士学位论文双馈风力发电机LVRT无功支持能力研究论文作者：袁超学生类别：全日制学科门类：工学硕士学科专业：控制科学与工程指导教师：王华君职称：教授万方数据万方数据DissertationSubmittedtoHebeiUniversityofTechnologyforTheMasterDegreeofControlScienceandEngineeringRESEARCHONLVRTREACTIVEPOWERSUPPORTCAPABILITYOFDOUBLY-FEDTNDUCTIONGENERATORbyYuanChaoSuperviso

2、r:Prof.WangHuajunMarch2014万方数据万方数据原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本学位论文不包含任何他人或集体已经发表的作品内容，也不包含本人为获得其他学位而使用过的材料。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人或集体，均已在文中以明确方式标明。本学位论文原创性声明的法律责任由本人承担。学位论文作者签名：日期：关于学位论文版权使用授权的说明本人完全了解河北工业大学关于收集、保存、使用学位论文的以下规定：学校有权采用影印、缩印、扫描、数字化或其它手段保存论文；学校有权提供本学位

3、论文全文或者部分内容的阅览服务；学校有权将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流；学校有权向国家有关部门或者机构送交论文的复印件和电子版。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：日期：导师签名：日期：万方数据万方数据河北工业大学硕士学位论文摘要随着风力发电容量的逐年增加，风力发电机组和电网之间关系的妥善处理就显得更加重要。因此，研究电网故障下的低电压穿越（LVRT）技术具有迫切的现实意义。本文从电网的友好性出发，从无功支持的角度研究了双馈风力发电机组的低电压穿越能力。本文首先介绍了几种常见的变速恒频风力发电机组，重点分析了双馈风力发电机组的结构与控

4、制策略，分别建立了双馈风力发电机（DFIG）和网侧PWM变流器在三相静止坐标系下的数学模型。然后利用基本坐标变换推导出两相旋转坐标系下DFIG和网侧变流器的数学模型，同时分别对转子侧变流器和网侧变流器实施了基于定子磁链定向和电网电压定向的矢量控制，进而实现了双馈发电机组的安全稳定运行。其次，分析了DFIG的运行状态及功率流动关系，根据其等效模型和无功特点得出了单台双馈风力发电机组的无功极限。确定了风电场的无功能力范围，进而对风电场无功容量进行了优化分配。同时分析了风电场的低电压穿越控制目标、常见的电网故障类型以及Crowbar电路。针对电网电压对称跌落故障，详细的推导了跌落过程中

5、DFIG的暂态过程和无功支持能力。另外针对电网非对称故障情况，利用正负序对称分量法重新建立了双馈风力发电机组的数学模型。针对系统各种控制目标，采用了转子侧和网侧变流器联合控制策略，很好的实现了机组的低电压穿越运行。最后使用Matlab/Simulink搭建了50KW的双馈风力发电机组仿真模型，根据仿真结果验证了以上控制策略的正确性。同时验证了对称跌落故障下，双馈风力发电机运行于超同步发电状态向电网提供无功支持的能力大于亚同步发电状态，更有助于实现LVRT。关键词：双馈风力发电机，矢量控制，低电压穿越，对称分量法，无功支持I万方数据双馈风力发电机LVRT无功支持能力研究ABSTRA

6、CTWiththeincreaseofwindpowercapacity,itisimportanttohandletherelationshipbetweenwindturbinesandgridproperly.Therefore,theresearchofLVRTtechnologyunderpowersystemfaultisofurgentandpracticalsignificance.ThepaperstudiedLVRTcapacityofdoubly-fedwindturbinefromthestartingpointoffriendlinessofthegri

7、dandtheangleofreactivesupport.Firstly,thispaperintroducedseveralcommonVSCFwindturbines,whichfocusedonanalyzingthestructureandcontrolstrategyofdoubly-fedwindturbineandithasestablishedthemathematicalmodelofDFIGandGSCinthethreephasestaticcoordin