微电网双馈感应风力发电介绍ppt课件.ppt

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1、微电网双馈感应风力发电系统控制技术报告人：周展指导老师：孟志强教授微电网背景随着电网规模的不断扩大，超大规模电力系统的弊端也日益凸现，成本高，运行度大，难以适应用户越来越高的安全和可靠性要求以及多样化的供电需求。一味地扩大电网规模显然不能满足要求。人们开始另辟蹊径，分布式发电被提上了日程。分布式发电具有污染少、可靠性高、能源利用效率高、安装地点灵活等多方面优点，有效解决了大型集中电网的许多潜在问题。基于此，研究人员提出了一种新的分布式能源组织方式和结构——微网微电网定义微网是由各种分布式电源/微电源

2、、储能单元、负荷以及监控、保护装置组成的集合；具有灵活的运行方式和可调度性能，即能在并网运行和孤岛2种模式间切换；通过相关控制装置间的协调配合，可以同时向用户提供电能和热能；根据实际情况，系统容量一般为数千瓦至数兆瓦(大唐攸能为两台600MW)；通常接在低压或中压配电网络中。微电网结构图风能优点：风能做是一种分布广泛的清洁能源，随着风电设备成本的降低和可靠性的提高风力发电可以作为微电网中优先选择的分布式电源。缺点：微电网是较薄弱的小型发配电网络，风力发电的接入会对微电网的稳定运行造成影响，风速的随机

3、变化会导致风电功率的明显波动和电能质量的下降（电压质量、波形质量和频率质量）风能实物图（大唐内蒙古赤峰发电厂）DFIG的引入我国商业化兆瓦级风电系统多采用双馈式感应发电机DFIG(DoublvFedInductionGenerator)．双馈感应发电机DFIG的变速恒频发电机组是当前风力发电的主流机型，该系统的变流器容量仅为系统额定容量的1／3左右．体积相对较小，成本较低，因而应用广泛。所以对微电网中DFIG发电系统控制方法的研究具有重大意义。DFIG实物图DFIG原理图DFIG说明双馈感应发电机由

4、定子绕组直连定频三相电网的绕线型感应发电机和安装在转子绕组上的双向背靠背IGBT电压源变流器组成。”双馈“的含义是定子电压由电网提供，转子电压由变流器提供.由于其定、转子都能向电网馈电，故简称双馈电机.DFIG控制DFIG风力系统控制方法：1.并网运行：微电网并网运行时DFIG捕获最大风能，并且考虑风功率变化引起的电压波动，采用灵敏度分析的方法根据有功功率变化调整输出的无功功率来稳定微电网的电压。70年代80年代并网控制微电网并网运行时，DFIG风力发电系统控制原理如下图所示，控制方法由转子变流器控

5、制、网侧变流器控制、储能系统控制、最大功率点跟踪和功率协调控制组成。并网运行时的原理图混合储能为了减小风速波动对微电网的影响，在DFIG出口处并联了由超级电容和蓄电池组成的混合储能装置，混合储能可以优化蓄电池的充放电过程,减少充放电小循环次数,延长蓄电池的使用寿命。混合储能原理图图2应用于微网的混合储能结构孤岛运行孤岛运行：微电网孤岛运行时，DFIG采用变桨距角控制并结合储能装置限制风电功率，使DFIG以频率和电压可控的方式工作，通过模拟下垂特性和其他逆变器电源一起协调控制微电网的频率和电压。孤岛运

6、行原理图桨距角桨距角（PitchAngle）也称节距角，指风机叶片与风轮平面夹角。调节桨距角的目的主要是：1.启动，获得比较大的启动扭矩，来使叶轮克服驱动系统的空载阻力矩；2.限制功率输出，在额定风速后，使功率平稳，保护机械和电路系统；3.减速，提供很大的气动阻力，使叶轮的转速快速降低，避免减速造成的惯性力太大而造成的伤害。桨距角实物图桨距角控制原理当可用风功率Pw<设定的负荷有功功率需求Pn时，不进行桨距角调整，功率协调控制设定储能系统来补充风功率的不足。当Pw>Pn时，由风功率提供全部Pn，并且

7、优先通过桨距角控制调整DFIG输出的有功功率。由于桨距角控制响应较慢，当调节能力不足时，由储能装置配合调节。谢谢！桨距角控制对于变桨距风力发电机组,在额定风速以下时,风力发电机按照固定的桨叶节距角运行,由发电机控制系统来控制转速,调节风力机的叶尖速比,从而获得最大风能利用系数Cp,风力机的转速随着风速的增加而增加;在额定风速以上时,风力机作变桨运行,依靠机械调节,改变风能利用系数Cp,从而控制风电机组的转速和功率,避免风电机组超出转速极限和功率极限运行。Pw=0.5CpρSv3双馈感应发电机DFIG

8、双馈异步发电机的定子绕组直接与电网相连，转子绕组通过变频器与电网连接，转子绕组电源的频率、电压、幅值和相位按运行要求由变频器自动调节，机组可以在不同的转速下实现恒频发电，满足用电负载和并网的要求。由于采用了交流励磁，发电机和电力系统构成了“柔性连接”，即可以根据电网电压、电流和发电机的转速来调节励磁电流，精确的调节发电机输出电压，使其能满足要求。DFIG并网控制DFIG转子变流器控制采用定子磁链定向的矢量控制方法，并且计及定子励磁电流的变化，在较精确的模型下实现了有功