风力发电 网侧变换器 机侧变换器 穿越运行 不对称控制论文

1、 风力发电论文：双馈式变速恒频风力发电机组并网运行能力优化策略【中文摘要】双馈式变速恒频风力发电机组作为目前风力发电中的主流机型,其网侧变换器和机侧变换器均采用传统的基于电网正常运行条件下的控制策略,然而随着风电场装机容量的日益扩大和并网规范要求的不断提高,使得风电技术的研究从正常电网运行条件下运行转向电网故障下的穿越运行。本文根据双馈式变速恒频风力发电机组变换器的结构特点从两方面(网侧变换器和机侧变换器)分别进行研究。首先分析了电网正常运行条件下网侧变换器和机侧变换器的特性,根据其拓扑结构分别建立了数学模型,并搭建了控制策略。在此基础上建立了电网故障情况下三相静止坐标系、两相静止坐标系和两相

2、同步旋转坐标系中网侧变换器和机侧变换器的数学模型,并分析了定子输出功率的瞬时有功功率、无功功率成分。随后针对网侧变换器目前常用的正负序双电流内环控制策略的不足,创新性地提出了基于预测电流方法的不对称控制策略,针对不同的电压跌落程度,对机侧变换器分别采用改进控制策略和增加硬件电路(crowbar)的方法。在PSCAD和RTDS (Real-Time Digital Simulator)平台下进行了仿真,仿真结果证明了本文提出的控制方法和策略的正确性,为工程应用提供了可靠参考。【英文摘要】Doubly-fed variable speed constant frequency wind turbi

3、ne is the mainstream type in wind power, and its grid side converter and rotor side converter adopt the traditional control strategies based on the grid operating under normal conditions. However, with the increased penetration of wind power generations in power system and developed modern grid code

4、s concerning grid-connected wind turbines, the researches on wind power have changed from grid normal operating to wind turbines riding through under abnorma.【关键词】风力发电 网侧变换器 机侧变换器 穿越运行 不对称控制【英文关键词】wind power grid side converter rotor side converter ride through unbalanced control【目录】双馈式变速恒频风力发电机组并网运

5、行能力优化策略摘要5-6Abstract6第1章 绪论9-161.1 课题研究背景9-101.1.1 能源与环境问题91.1.2 风能和风力发电9-101.2 国内外风力发电技术发展概况10-121.3 双馈风力发电机组的并网运行优化的研究现状12-141.3.1 网侧变换器控制策略的研究13-141.3.2 机侧变换器控制策略的研究141.4 本文的主要工作14-16第2章 网侧变换器的工作原理及控制策略研究16-292.1 网侧变换器的数学模型16-192.1.1 三相静止abc坐标系下网侧变换器的数学模型16-182.1.2 两相静止和两相同步旋转坐标系下网侧变换器的数学模型18-192

6、.2 电网正常运行条件下网侧变换器的控制策略19-222.2.1 基于同步旋转dq坐标系下的控制方法19-202.2.2 基于两相静止坐标的预测电流控制方法20-222.3 仿真软件介绍及SVPWM介绍22-242.4 仿真分析24-282.4.1 基于同步旋转dq坐标系下的RTDS仿真研究25-262.4.2 基于两相静止坐标系的预测电流控制方法仿真研究26-282.5 本章小结28-29第3章 电网电压不对称条件下网侧变换器的控制29-483.1 电网不对称故障下网侧变换器分析29-323.1.1 电网不对称下网侧变换器的数学模型29-303.1.2 正负序分量分离方法30-323.2 电

7、网不对称故障时网侧变换器的控制策略32-383.2.1 基于dq坐标系的不对称控制策略32-343.2.2 基于预测电流的不平衡控制策略34-383.3 仿真分析38-473.3.1 基于dq坐标系的不对称控制策略仿真38-443.3.2 基于预测电流的不对称控制策略仿真44-473.4 本章小结47-48第4章 机侧变换器的工作原理及控制48-614.1 DFIG简介48-494.2 DFIG的数学模型49-534.2.1 三相静止abc坐标系下DFIG的数学模型50-524.2.2 两相同步旋转dq坐标系下DFIG的数学模型52-534.3 机侧变换器定子磁链定向控制策略53-554.4 仿真分析55-604.4.1 仿真模型建立55-574.4.2 仿真波形分析57-604.5 本章小结60-61第5章 不正常电网条件下机侧变换器运行控制61-725.1 电网电压不对称条件下DFIG的数学模型61-635.2 电网电压不对称条件下机侧变换器控制系统的设计63-655.3 低电压穿越(LVRT)技术研究65-675.3.1 LVRT的概念及必要性65-665.3.2 RTDS仿