一種適合低電壓穿越的直驅(qū)式永磁風(fēng)力機(jī)組控制策略.pdf

1、能源短缺現(xiàn)在已經(jīng)成為全球關(guān)注的重要問題，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人口的增長，新能源的開發(fā)利用已經(jīng)尤為重要。風(fēng)能作為一種清潔能源，技術(shù)成熟，目前已經(jīng)成為全球各國的研究重點(diǎn)。電網(wǎng)電壓跌落故障會引起風(fēng)電機(jī)組脫網(wǎng)，嚴(yán)重影響了電網(wǎng)系統(tǒng)的安全穩(wěn)定性，因此風(fēng)電系統(tǒng)的低電壓穿越研究成為了國內(nèi)外的重點(diǎn)研究問題。本文以直驅(qū)式永磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)組為研究對象，在風(fēng)電系統(tǒng)的常規(guī)型控制策略基礎(chǔ)上，提出了一種適合風(fēng)電系統(tǒng)低電壓穿越的改進(jìn)型控制策略。
　　本文在介紹了風(fēng)力發(fā)

2、電技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，介紹了風(fēng)電系統(tǒng)低電壓穿越的重要性以及在國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀，對目前常用的幾種低電壓穿越方法做了簡單介紹，研究了風(fēng)能的特性和風(fēng)力機(jī)的動力學(xué)特性。在此基礎(chǔ)上，本文對直驅(qū)式永磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)、直流母線環(huán)節(jié)、背靠背全功率變流器建立了數(shù)學(xué)建模，為研究直驅(qū)式永磁風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的控制策略奠定基礎(chǔ)。
　　接著，本文對直驅(qū)式永磁風(fēng)電系統(tǒng)的常規(guī)型控制策略和改進(jìn)型控制策略分別進(jìn)行了詳細(xì)的分析，對兩種控制策略的機(jī)側(cè)變流器和網(wǎng)側(cè)變流器控制做

3、了具體的介紹和對比。改進(jìn)型控制策略將發(fā)電機(jī)等效為電網(wǎng)，用機(jī)側(cè)交流器來控制直流母線電壓和發(fā)電機(jī)定子電壓穩(wěn)定，網(wǎng)側(cè)交流器控制送入電網(wǎng)的有功功率和無功功率。此外，本文還對電網(wǎng)電壓跌落和低電壓穿越功能進(jìn)行了介紹，并對比介紹了目前常用的幾中低電壓穿越方法。在電網(wǎng)跌落時，本文采用的改進(jìn)型控制策略由機(jī)側(cè)變流器保持直流母線電壓穩(wěn)定，能使系統(tǒng)快速恢復(fù)穩(wěn)定，大大提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性。
　　最后，為了驗證直驅(qū)式永磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)組改進(jìn)型控制策略的可行性

4、和可靠性，以及其在低電壓穿越功能上的應(yīng)用，本文對直驅(qū)式永磁風(fēng)電系統(tǒng)進(jìn)行了MATLAB仿真和實驗研究，并對仿真、實驗結(jié)果進(jìn)行分析。改進(jìn)型控制策略在電網(wǎng)電壓正常運(yùn)行時，風(fēng)電系統(tǒng)響應(yīng)速度快，動態(tài)性能好，母線電壓超調(diào)量小，但是在系統(tǒng)達(dá)到穩(wěn)態(tài)時直流母線電壓有小幅波動，穩(wěn)定性比常規(guī)控制策略低。在電網(wǎng)電壓跌落時，相比常規(guī)型控制策略，改進(jìn)型控制策略能較好的保持母線電壓穩(wěn)定，抑制2倍工頻振蕩，使母線電壓和網(wǎng)側(cè)電流快速恢復(fù)穩(wěn)定，超調(diào)量小，能實現(xiàn)直驅(qū)永磁風(fēng)電