电网电压畸变不平衡条件下双馈风电系统的直接功率控制

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1、硕士学位论文MASTER′SDISSERTATION论文题目电网电压畸变不平衡条件下双馈风电系统的直接功率控制作者姓名王明远学科专业电力电子与电力传动指导教师漆汉宏教授2015年5月-I-中图分类号：TM614学校代码：10216UDC：621.3密级：公开工学硕士学位论文电网电压畸变不平衡条件下双馈风电系统的直接功率控制硕士研究生王明远导师漆汉宏教授申请学位工学硕士学科专业电力电子与电力传动所在单位电气工程学院答辩日期2015年5月授予学位单位燕山大学ADissertationinPowerElectronicsandPowerDrivesDIRECTPO

2、WERCONTROLOFDFIGWINDGENERATIONSYSTEMUNDERUNBALANCEDANDDISTORTEDGRIDVOLTAGEbyWangMingyuanSupervisor:ProfessorQiHanhongYanshanUniversityMay,2015燕山大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：此处所提交的硕士学位论文《电网电压畸变不平衡条件下双馈风电系统的直接功率控制》，是本人在导师指导下，在燕山大学攻读硕士学位期间独立进行研究工作所取得的成果。论文中除已注明部分外不包含他人已发表或撰写过的研究成果。对本文的研究工作做出重要

3、贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式注明。本声明的法律结果将完全由本人承担。作者签字：日期：年月日燕山大学硕士学位论文使用授权书《电网电压畸变不平衡条件下双馈风电系统的直接功率控制》系本人在燕山大学攻读硕士学位期间在导师指导下完成的硕士学位论文。本论文的研究成果归燕山大学所有，本论文的研究内容不得以其它单位的名义发表。本人完全了解燕山大学关于保存、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关部门送交论文的复印件和电子版本，允许论文被查阅和借阅。本人授权燕山大学，可以采用影印、缩印或其它复制手段保存论文，可以公布论文的全部或部分内容。保密□，在年解密后适用本授权

4、书。本学位论文属于不保密□。(请在以上相应方框内打“√”)作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日-V-摘要随着能源与环境问题的日益严重，像风力发电这样的可再生能源发展迅速。在众多的风力发电系统中，基于双馈异步发电机(DFIG)的方案由于重量轻、体积小、不需要全功率变换器等优点得到了广泛应用。但由于我国风力资源集中的地区远离负荷中心，长距离的输电线路使得风电场电网电压容易出现电压不平衡以及谐波畸变等非理想状态。因此本文对双馈风电机组在电网不平衡及谐波畸变条件下的控制进行了研究。本文首先介绍了理想电网条件下DFIG机组的直接功率控制技术。针对传统的LUT-

5、DPC开关频率不固定，并网电流谐波含量大的缺点，本文使用恒定开关频率的SVM-DPC控制策略对网侧变换器与转子侧变换器分别进行控制，达到了良好的控制效果。电网同步信号准确、快速的检测是变换器控制的基础。理想电网条件下广泛采用的SRF-PLL在电网电压畸变不平衡的恶劣情况下已不能满足需求。本文使用复数滤波器对电网电压信号进行相序分离得到基波及各次谐波分量后，使用锁频环对电网频率进行闭环，该方法在简化系统结构的同时也拥有快速的频率响应。本文对畸变不平衡的电压对双馈风电系统的影响进行分析，通过对并网有功、无功功率各次波动量的计算，提出了灵活的控制目标，分析得到各个

6、目标的功率补偿项并进行简化，简化后的功率补偿项不需要负序及谐波电流分量。然后使用比例积分-双谐振(PIDR)调节器实现对给定量的精确跟踪。最后，本文对基于dSPACE系统的双馈风力发电平台进行介绍，对系统的硬件电路设计及选型进行分析并在此基础上利用实验平台对本文采用的控制策略进行仿真及实验验证，实验结果证明了本文采用方案的正确性与有效性。关键词：直接功率控制；电压畸变不平衡；电网同步；dSPACEAbstractWiththeincreasinglyseriousenergyandenvironmentalproblems,Renewableenergyso

7、urcessuchaswindturbinegenerationhasdevelopedrapidly.Systembasedondoubly-fedinductiongenerator(DFIG)hasbeenwidelyappliedbecauseofitslighterweight,smallersizeandnofullrangeconverterrequired.DuetomostofareaswhichabundantofwindresourcearefarawayfromloadcentersinChina,DFIGhavetofaceunid

8、ealsituationsuchasunbalanc