变速风电机组建模与仿真研究

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1、，硕士学位论文＿ＡＳＴＥＲＤＩＳ—酬＿＿＿纏０：ｆ＾＾ＴＭ７１２密级：公开国内图书分类号：国际图书分类号：６２１．３西南交通大学研究生学位论文变速风电机组建模与仿真研究年级二〇一二级姓名王天钮申请学份．级别工学硕士专业电气工程指导老师王晓前教授二零一五年五月ＣｌａｓｓｉｆｉｅｄＩｎｄｅｘ：ＴＭ７１２Ｕ．Ｄ：．Ｃ６２１．３ＳｏｕｔｈｗｅｓｔＪｉａｏｔｏｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｇｙＭａｓｔｅｒＤｅｒｅｅＴｈｅｓｉｓ

2、ｇＲＥＳＥＡＲＣＨＯＮＭＯＤＥＬＩＮＧＡＮＤＳＩＭＵＬＡＴＩＯＮＯＦＶＡＲＩＡＢＬＥＳＰＥＥＤＷＩＮＤＴＵＲＢＩＮＥＧｒａｄｅ：２０１２Ｃａｎｄｉｄａｔｅ：ＴｉａｎｙｕＷａｎｇＡｃａｄｅｍｉｃＤｅｒｅｅＡｌｉｅｄｆｏｒ：ＭａｓｔｅｒｇｐｐＳｐｅｃｉａｌｉｔｙ：ＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＳｕｐｅｒｖｉｓｏｒ：Ｐｒｏｆ．ＷａｎｇＸｉａｏｒｕＭａｙ，２０１５西南交通大学学位论文版权使用授权书、本学位论文作者完全了解学校

3、有关保留使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版。，允许论文被查阅和借阅本人授权西南交通大学可以将本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、缩印或扫描等复印手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于１．保密口，在年解密后适用本授权书；２．不保密ｄ／使用本授权书。＂＂（请在以上方框内打Ｖ）学位论文作者签名：指导老师签名：／子！＾工曰期：风日期：ＩＩ西南交通大学硕士学位论文主要工作（贡献）声明本人在学位论文中所做的主要工

4、作或贡献如下：（１）针对永磁直驱式风机，提出了考虑输入饱和与参数不确定性的自适应最大功率跟踪控制，模型考虑电机参数损耗并进行辨识，考虑变流器容量饱和约束条件，提高了凤机最大功率跟踪能力及控制稳定性。在ＭＡＴＬＡＢ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋ仿真平台上，对比了相同风速条件下ＰＩＤ控制、自适应控制与考虑饱和的自适应控制三种控制方法下的转速跟踪误差。结果表明，在模型参数具有不确定性及大阵风扰动导致输入饱和时，所提出的考虑饱和自适应控制方法可以保证系统稳定，并且具有响应速度快，超调量小。的优点，保证了

5、转速跟踪的效果（２）建立了适用于机电暂态分析的ＰＳＡＳＰ自定义风机模型。首先从适用于机电暂态仿真的角度对机侧、网侧变流器及控制系统进行简化，保留风力机、双质量块轴系部分，考虑直流电压与卸荷电路动态特性，考虑风机内部的ＬＶＲＴ保护与直流电压保护装置来简化模型。在仿真软件ＰＳＡＳＰ上建立了直驱式永磁同步风电机组的机电暂态仿真模型，给出了各个模块的系统图。并仿真分析在风速扰动、电网侧电压跌落故障下ＵＤ模型的响应特性，验证模型正确性。：本人郑重声明所呈交的学位论文，是在导师指导下独立进行研究工作所得

6、的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明。本人完全了解违反上述声明所引起的一切法律责任将由本人承担。学位论文作者签名：日期：ＩＳ＞＞．Ｓ．＼ｚ．西南交通大学硕士研究生学位论文第Ｉ页摘要，风能是最具发展潜力的能源，随着风电并网容量的增加风能的随机性、不稳定性与不可控性使得电网面临着由于新能源接入而带来的在消纳、接入与送出方面的严峻挑战。因此，有必要建立合适的风

7、电机组模型用于研究大规模风电并网对系统的影响，。虽然已有学者对风电机组的详细模型进行了大量的研究并在用于电磁暂态仿真研究的平台，如Ｍａｔｌａｂ、ＰＳＣＡＤ上建立了风电机组的详细模型。但是由于其计算时间与收敛性问题，无法在电磁暂态仿真软件上面建立大电网以及大规模风电场的模型，因此无法评估大规模风电接入对系统稳定性的影响。随着电网对风电并网的标准的提高，有必要在国内主流电力系统分析软件中建立风电机组的合适模型，用于风电并网的稳定性分析。本文针对直驱式永磁同步发电机组的建模与控制策略进行了研究。

8、首先，介绍了直驱永磁同步风力发电机组的组成部分，包括风力机、轴系、永磁同步发电机，、背靠背变流器介绍了风电机组的控制系统包括最大功率跟踪控制、；桨距角控制、低电压穿越控制以及机网侧变流器解親控制策略。其次一，提出了种同时考虑输入饱和与参数不确定性的最大功率跟踪控制。模型考虑电机参数损耗并进行辨识，考虑变流器容量饱和约束条件，提高了风机最大功