双馈风电机组低压穿越控制策略的研究

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1、分类号密级硕士学位论文题目：双馈风电机组低压穿越控制策略的研究英文并列题目：TheResearchonLowVoltageRideThroughControlStrategiesofDoubleFedInductionWindGenerators研究生：孙承奇专业：控制科学与工程研究方向：控制理论与控制工程导师：潘庭龙教授指导小组成员：学位授予日期：2015年6月答辩委员会主席：纪志成江南大学地址：无锡市蠡湖大道1800号二○一五年六月独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发

2、表或撰写过的研究成果，也不包含本人为获得江南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。签名：曰期：pr、6、夕关于论文使用授权的说明本学位论文作者完全了解江南大学有关保留、使用学位论文的规定：江南大学有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅，可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文，并且本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。保密的学位论文在解密后也遵守此规定。曰期：vd、r摘要摘要能源是人类社会生存和发展

3、的重要物质基础，尤其是可再生能源，随着人类社会的迅速发展，对清洁能源的需求急剧增长，尤其是风能。目前全球风电场集中分布于比较偏远的区域，电网容易发生故障。如果是电网严重故障，导致大规模接入电网的风电机组解列，会进一步使得电网瘫痪。为了保证电网的稳定安全运行，低电压穿越(LowVoltageRideThrough，LVRT)已成为风电并网的必要条件。因此对于目前大规模并网的双馈风电机组进行低压穿越控制的研究有重要的理论和现实意义。本文首先概述了全球性的能源和环境危机以及风电发展的必要性，并介绍了目前国内外双馈风电机组的低压穿越控制策略的研究现状和问题，分析了现有各种双馈风电机组低压穿越控制

4、策略的优劣性。简要归纳了目前常见的风电故障，并通过理论分析和公式推导得出了双馈风电机组在各类风电故障下的暂态故障响应，从而得出双馈风电机组在电网故障时的优化控制目标，为下面章节在各类故障时的低压穿越改进控制方法的研究和设计提供了理论依据。接着对双馈风电系统包括风力机和双馈电机进行建模，通过对双馈式感应电机和风力机数学模型的分析，根据传统理想电网条件下的双馈电机控制策略，分别在对称电网故障和不对称电网故障下进行研究，得出了改进转子侧变流器(RotorSideConverter，RSC)和网侧变流器(GridSideConverter，GSC)的低压穿越控制方案。当电网电压对称跌落，甚至三相

5、对地完全短路，通过采用改进转子侧和网侧控制方法完成对称电网电压跌落时的低电压穿越策略；当电网电压不对称跌落时，采用比例积分谐振(PIR)控制器大大简化控制器结构，并通过模糊整定两个可变参数来对目前的低压穿越控制目标进行综合协调控制，即不单纯追求某一项指标的绝对无静差控制，而是通过前馈量改变控制目标，从而完成多目标协调的低压穿越控制。在模拟电网电压跌落故障的基础上，通过搭建PSCAD模型进行仿真实验，根据仿真结果验证了该控制方法比稳态控制策略更加稳定、安全和可靠，实现了理论推导和仿真验证的全面研究。关键词：双馈电机；低压穿越；网侧变流器；转子侧变流器；对称电网电压跌落；不对称电网电压跌落。

6、ⅠAbstractAbstractEnergyisanimportantmaterialfoundationofhumansociety’ssurvivalanddevelopment,especiallyrenewableenergy:windpower.Theglobalwindfarmlocatedinremoteareaintensively,andpowergridiseasytofault.Whenseriousgridvoltagehappens,thatwillleadtofurtherparalysisofthegrid,leadingtomakelargescalew

7、indgeneratortrip.Inordertoguaranteethestabilityofpowergridsafeoperation,foreignandChinesewindpowergridcodeclearlyshowsthatgrid-connectedwindgeneratormusthaveLowVoltageRideThroughability.SocurrentlytheLVRTresearchonlarg