直驅(qū)式風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)故障穿越技術(shù)的研究.pdf

1、隨著地球傳統(tǒng)化石能源的枯竭，可再生能源成為全球新的研究熱點(diǎn)，其中風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展速度快，技術(shù)相對(duì)成熟，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了規(guī)?；虡I(yè)開(kāi)發(fā)。與此同時(shí)，隨著風(fēng)電穿透率的不斷上升，風(fēng)力發(fā)電對(duì)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行提出了新的挑戰(zhàn)。因此，世界各國(guó)電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商相繼提出了新的風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)導(dǎo)則，要求風(fēng)電系統(tǒng)在電網(wǎng)故障期間具備一定的故障穿越能力。在各種類(lèi)型的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組中，直驅(qū)式永磁同步風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)具有系統(tǒng)變流器容量大、并網(wǎng)功率因數(shù)可靈活調(diào)節(jié)、電網(wǎng)故障時(shí)發(fā)電機(jī)側(cè)幾乎不受影響

2、等優(yōu)點(diǎn)，成為目前國(guó)內(nèi)外的主流風(fēng)電機(jī)型之一。本文以其為研究對(duì)象，重點(diǎn)圍繞風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)故障穿越技術(shù)進(jìn)行控制研究。
　　討論了直驅(qū)式風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的風(fēng)力機(jī)模塊、網(wǎng)側(cè)逆變器模塊及機(jī)側(cè)整流器模塊，建立了直驅(qū)式永磁同步風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)模型，通過(guò)Matlab/Simulink仿真驗(yàn)證了最大風(fēng)能跟蹤、直流側(cè)電壓穩(wěn)定控制、并網(wǎng)功率因數(shù)控制等功能，為研究直驅(qū)式永磁同步風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)故障穿越技術(shù)奠定基礎(chǔ)。
　　研究了直驅(qū)式風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的低電壓穿越技術(shù)。對(duì)

3、比介紹了風(fēng)電發(fā)達(dá)國(guó)家的LVRT標(biāo)準(zhǔn)，分析了風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)點(diǎn)電壓跌落的產(chǎn)生原因及其對(duì)風(fēng)電系統(tǒng)的危害。在比較幾種典型LVRT方案優(yōu)缺點(diǎn)的基礎(chǔ)上，提出了一種網(wǎng)側(cè)附加并聯(lián)逆變器的新型直驅(qū)式風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，把風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)、無(wú)功和諧波電流補(bǔ)償?shù)裙δ芙y(tǒng)一應(yīng)用的同時(shí)，通過(guò)LVRT分層控制策略，提高了系統(tǒng)的低電壓穿越能力。分析了電網(wǎng)穩(wěn)定性對(duì)風(fēng)電系統(tǒng)LVRT要求的影響，根據(jù)電網(wǎng)的強(qiáng)弱為直驅(qū)式風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)出兩種不同的LVRT方案。通過(guò)Matlab/Si

4、mulink仿真模型驗(yàn)證了新型直驅(qū)式風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的可行性，及兩種分層LVRT策略的有效性。
　　深入研究了直驅(qū)式風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的高電壓穿越技術(shù)。介紹了國(guó)際風(fēng)電標(biāo)準(zhǔn)下的高電壓穿越曲線(xiàn)，分析了風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)點(diǎn)高電壓產(chǎn)生的原因，及其對(duì)風(fēng)電系統(tǒng)安全運(yùn)行的危害。提出一種無(wú)需添加額外硬件裝置的方法，通過(guò)實(shí)時(shí)跟蹤網(wǎng)側(cè)交流電壓值，把發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速控制、網(wǎng)側(cè)逆變器吸收無(wú)功等方法結(jié)合在一起，提高了直驅(qū)式風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的HVRT能力。通過(guò)仿真分析對(duì)上述控制策略做了