永磁直驱风力发电机组的建模及控制技术的研究

题名	永磁直驱风力发电机组的建模及控制技术的研究
作者	杨钊
导师	王树东 ; 崔岗
答辩日期	2016
学位名称	硕士
关键词	风力发电低压穿越 Matlab/Simulink 调节器协调控制
摘要	风能作为一种新兴的可再生能源,因具有普遍分布、无污染、较高的经济价值,已经成为各国经济发展、以及能源战略中不可或缺的一部分。随着并网容量不断增加,随之而来,也会出现电网以及风电系统穿透率升高的现象,如果电网电压发生跌落故障,便会引起大规模风机脱网事故,为了确保电网能够在电压跌落期间,安全有效的运行,便对风机低电压穿越能力有了更高的要求。论文通过对永磁直驱风电机组的控制策略,以及提升机组低压穿越能力,进行了详细的分析和研究,主要工作如下:首先,对两种主流风电机型的优缺点进行了对比,探讨了永磁直驱风电机组的运行原理、拓扑结构以及其较好的低电压穿越性能,从而选择了基于背靠背双PWM型的永磁直驱风电机组作为理论分析的对象。建立了风力机、永磁同步发电机以及背靠背双PMW变流器的数学模型,对建立的风力机仿真模型进行仿真验证,根据机组建立的机侧以及网侧变流器数学模型,对两侧变流器的电压方程进行推导。其次,通过对永磁风力发电系统中两侧变流器的分析,以及过程中所使用的控制方法以及控制对象,对控制结构进行了局部改良,添加了PI调节器,从而得到两侧变流器相应的控制策略。本文主要通过分析计算,来解决PI调节器在风力发电系统建模之初参数设计的难题,在传统基础上对控制策略以及计算方法进行了优化,根据上述研究结果,建立了仿真模型,在此基础上对于实验模型进行验证与分析。最后,本文根据不同低压穿越方案进行了对比分析,然后选择了带卸荷电阻的直流侧Crowbar的硬件保护电路,并且引用了一种新的协调控制方案,这种控制策略可以对发电机出力、桨距角以及卸荷电阻达到很好的协调控制效果,避免了直流电容电压过高以及发电机超速运行问题,从而为变流器和发电机的安全运行提供了有力的保障,同时对于卸荷电阻的使用频率得到控制,然后在仿真软件Matlab/Simulink中建立永磁直驱风力机组的仿真模型,设计算例,轻度跌落和深度跌落两种情况,进而对机组在电网故障期间低压穿越能力进行了仿真验证,仿真结果表明,本文提出的控制策略的有效性和正确性。
页数	77
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语种	中文
收录类别	CNKI
中图分类号	TM315
文献类型	学位论文
条目标识符	https://ir.lut.edu.cn/handle/2XXMBERH/91878
专题	兰州理工大学
作者单位	兰州理工大学
第一作者单位	兰州理工大学
推荐引用方式 GB/T 7714	杨钊. 永磁直驱风力发电机组的建模及控制技术的研究[D],2016.