雙饋變速恒頻風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)控制及低電壓穿越仿真研究.pdf

1、鑒于風(fēng)力發(fā)電的重要性和變速恒頻風(fēng)力發(fā)電的突出優(yōu)點,本文以雙饋型變速恒頻風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)為研究對象。通過對系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的推導(dǎo)分析,在PSCAD中對系統(tǒng)進(jìn)行整體建模,相應(yīng)的設(shè)計了風(fēng)力機(jī)控制器和雙PWM變頻器控制器。分析了雙饋電機(jī)的數(shù)學(xué)模型,并在電網(wǎng)對稱故障下分析了雙饋電機(jī)電磁關(guān)系,找出故障時轉(zhuǎn)子過電壓與過電流的根本原因。通過對雙饋式風(fēng)電系統(tǒng)低電壓穿越(LVRT)實現(xiàn)方法的研究,得出僅靠控制策略的改進(jìn)不能真正實現(xiàn)LVRT。仿真得出采用轉(zhuǎn)子側(cè)增加改

2、進(jìn)crowbar保護(hù)電路作為雙饋型風(fēng)力發(fā)電機(jī)在嚴(yán)重電壓跌落時LVRT控制策略,能夠改善其控制性能,并分析了具備此技術(shù)的風(fēng)電場對電力系統(tǒng)的影響。主要研究內(nèi)容如下：(1)對雙饋式變速恒頻風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的風(fēng)速模型、風(fēng)力機(jī)模型、軸系模型、雙饋式感應(yīng)發(fā)電機(jī)模型、雙PWM交-直-交變頻器模型進(jìn)行了數(shù)學(xué)模型的推導(dǎo)及建模分析。(2)根據(jù)風(fēng)力機(jī)在不同風(fēng)速下的運行特性,對風(fēng)力機(jī)提出相應(yīng)的控制策略：低于額定風(fēng)速時,采用轉(zhuǎn)速控制以實現(xiàn)最大風(fēng)能捕獲；高于額定風(fēng)速時

3、,采用基于徑向基函數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)整定PID控制原理的變槳距角控制,以限制風(fēng)力機(jī)獲取的能量,使雙饋發(fā)電機(jī)保持在最大轉(zhuǎn)速下運行。(3)根據(jù)解耦控制原理,設(shè)計了雙饋感應(yīng)風(fēng)電系統(tǒng)變換器控制模型,包括轉(zhuǎn)子側(cè)變換器及網(wǎng)側(cè)變換器,并通過仿真驗證了模型的正確性及控制策略的可行性。(4)針對雙饋電機(jī)低電壓穿越的應(yīng)對策略及要求,分析比較了有關(guān)此技術(shù)的雙饋電機(jī)建模方法,并提出相應(yīng)改進(jìn)方法。對于電網(wǎng)對稱故障,分析電網(wǎng)電壓跌落時雙饋電機(jī)的電磁過渡過程,對電網(wǎng)電壓跌落