直驅(qū)型永磁同步風(fēng)電系統(tǒng)低電壓穿越技術(shù)研究.pdf

1、環(huán)境保護(hù)和能源危機(jī)已成為世界各國需要面對(duì)的問題，而風(fēng)力發(fā)電作為最具規(guī)模化商業(yè)開發(fā)的新能源，近些年來得到了迅猛的發(fā)展。然而，風(fēng)電的迅猛發(fā)展使得風(fēng)電在電網(wǎng)總傳輸能量中所占比重不斷提高，穩(wěn)定安全運(yùn)行問題日益凸顯，若電網(wǎng)發(fā)生短路故障后，大面積風(fēng)電場的離網(wǎng)會(huì)造成電網(wǎng)電壓和頻率的崩潰。在此背景下研究風(fēng)電低電壓穿越技術(shù)對(duì)風(fēng)電并網(wǎng)運(yùn)行安全及其可持續(xù)發(fā)展具有重要的意義。
　　 本課題針對(duì)直驅(qū)型永磁同步風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的低電壓穿越問題進(jìn)行了較為詳細(xì)的研

2、究。對(duì)直流側(cè)加裝耗能電阻與網(wǎng)側(cè)無功控制策略等傳統(tǒng)保護(hù)方案進(jìn)行了分析探討，并提出了一種改進(jìn)的控制策略來提高發(fā)電系統(tǒng)的低電壓穿越能力，通過仿真驗(yàn)證了該措施的可行性與正確性。
　　 首先，研究了風(fēng)力機(jī)的基本特性，闡述了風(fēng)能到機(jī)械能的轉(zhuǎn)化原理及風(fēng)力機(jī)的功率特性，建立了PWM變流器的數(shù)學(xué)模型;分析了雙PWM變流器機(jī)側(cè)和網(wǎng)側(cè)的傳統(tǒng)穩(wěn)態(tài)控制策略，通過建模仿真，驗(yàn)證了數(shù)學(xué)模型的正確性和控制策略的有效性。
　　 其次，分析了直驅(qū)型永磁同步

3、風(fēng)機(jī)在電網(wǎng)電壓跌落故障下的動(dòng)態(tài)特性，通過增加硬件保護(hù)電路和改變控制策略兩個(gè)力面對(duì)低電壓穿越問題的解決方案進(jìn)行了論述，并對(duì)每一種方案的工作原理和實(shí)現(xiàn)方法進(jìn)行了說明，并指出了各自的優(yōu)缺點(diǎn)。
　　 然后，對(duì)基于耗能Crowbar的保護(hù)電路進(jìn)行了設(shè)計(jì)，在三種不同的電網(wǎng)電壓跌落深度下進(jìn)行了仿真研究。引入網(wǎng)側(cè)無功控制策略，提出組合保護(hù)方案，通過仿真表明此組合保護(hù)方案解決了單獨(dú)使用卸荷電阻所存在的電阻過熱和系統(tǒng)震蕩問題，有效的提高了所研究的風(fēng)