电网电压畸变不平衡条件下双馈风电系统的直接功率控制

【摘要】：随着能源与环境问题的日益严重,像风力发电这样的可再生能源发展迅速。在众多的风力发电系统中,基于双馈异步发电机(DFIG)的方案由于重量轻、体积小、不需要全功率变换器等优点得到了广泛应用。但由于我国风力资源集中的地区远离负荷中心,长距离的输电线路使得风电场电网电压容易出现电压不平衡以及谐波畸变等非理想状态。因此本文对双馈风电机组在电网不平衡及谐波畸变条件下的控制进行了研究。本文首先介绍了理想电网条件下DFIG机组的直接功率控制技术。针对传统的LUT-DPC开关频率不固定,并网电流谐波含量大的缺点,本文使用恒定开关频率的SVM-DPC控制策略对网侧变换器与转子侧变换器分别进行控制,达到了良好的控制效果。电网同步信号准确、快速的检测是变换器控制的基础。理想电网条件下广泛采用的SRF-PLL在电网电压畸变不平衡的恶劣情况下已不能满足需求。本文使用复数滤波器对电网电压信号进行相序分离得到基波及各次谐波分量后,使用锁频环对电网频率进行闭环,该方法在简化系统结构的同时也拥有快速的频率响应。本文对畸变不平衡的电压对双馈风电系统的影响进行分析,通过对并网有功、无功功率各次波动量的计算,提出了灵活的控制目标,分析得到各个目标的功率补偿项并进行简化,简化后的功率补偿项不需要负序及谐波电流分量。然后使用比例积分-双谐振(PIDR)调节器实现对给定量的精确跟踪。最后,本文对基于d SPACE系统的双馈风力发电平台进行介绍,对系统的硬件电路设计及选型进行分析并在此基础上利用实验平台对本文采用的控制策略进行仿真及实验验证,实验结果证明了本文采用方案的正确性与有效性。 【关键词】：直接功率控制 电压畸变不平衡 电网同步 dSPACE
【学位授予单位】：燕山大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM614
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-17
• 1.1 课题背景10-11
• 1.1.1 能源危机与环境污染10
• 1.1.2 风能的开发与利用10-11
• 1.2 双馈风力发电系统研究现状11-15
• 1.3 论文主要研究内容15-17
• 第2章 理想电网条件下双馈风电系统的直接功率控制17-34
• 2.1 引言17
• 2.2 网侧变换器的直接功率控制17-22
• 2.2.1 网侧变换器的数学模型17-20
• 2.2.2 网侧变换器的直接功率控制20-22
• 2.3 转子侧变换器的直接功率控制22-28
• 2.3.1 DFIG的数学模型22-26
• 2.3.2 转子侧变换器的直接功率控制26-28
• 2.4 仿真研究28-33
• 2.4.1 网侧变换器仿真28-31
• 2.4.2 转子侧变换器仿真31-33
• 2.5 本章小结33-34
• 第3章 电网同步信号的检测34-47
• 3.1 引言34
• 3.2 电网电压矢量方程34-36
• 3.3 电压畸变不平衡对SRF-PLL的影响36-38
• 3.4 相序分离方法38-42
• 3.5 频率自适应42-44
• 3.6 仿真研究44-46
• 3.7 本章小结46-47
• 第4章 电压畸变不平衡条件下双馈风电系统的改进直接功率控制47-69
• 4.1 引言47
• 4.2 电网电压畸变不平衡条件下的瞬时功率分析47-53
• 4.3 改进的网侧变换器直接功率控制策略53-59
• 4.4 改进的转子侧变换器直接功率控制策略59-62
• 4.4.1 电压畸变不平衡对转子侧变换器控制的影响59-60
• 4.4.2 改进的转子侧变换器直接功率控制60-62
• 4.5 仿真研究62-67
• 4.5.1 网侧变换器仿真62-65
• 4.5.2 转子侧变换器仿真65-67
• 4.6 本章小结67-69
• 第5章 系统硬件设计及实验69-82
• 5.1 引言69
• 5.2 双馈风力发电系统硬件设计69-75
• 5.2.1 双馈风力发电系统概述69-71
• 5.2.3 主电路设计71-72
• 5.2.4 驱动电路设计72-73
• 5.2.5 采样电路设计73-74
• 5.2.6 d SPACE系统简介74-75
• 5.3 实验结果75-81
• 5.3.1 电网同步实验75-76
• 5.3.2 网侧变换器实验76-80
• 5.3.3 转子侧变换器实验80-81
• 5.4 本章小结81-82
• 结论82-84
• 参考文献84-88
• 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果88-89
• 致谢89-90
• 作者简介90

您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

电网低次谐波电压下双馈风电系统定子谐波电流抑制    徐君;陈文杰;徐德鸿;陈敏;

电网电压不平衡及谐波畸变时基波电压同步信号的检测    徐海亮;章玮;胡家兵;贺益康;周鹏;

不平衡电网电压条件下PWM整流器功率谐振补偿控制策略    王萌;夏长亮;宋战锋;史婷娜;

双馈异步风力发电机并网运行中的几个热点问题    贺益康;胡家兵;

基于PID神经网络的拉深件变压边力控制方法研究    屈晓阳;展培培;杨嵩;赵军;

控制系统无源校正的Matlab辅助教学软件    刘琳;刘志新;

基于控制理论的高频功放设计    洪晓锋;孙洪飞;

基于相序解耦谐振控制器的基波正序电压相位检测方法    黄建明;吴春华;许富强;

大规模风电机组连锁脱网仿真分析及对策    杨帆;宋云亭;赵书强;

一种适用于光伏逆变器低电压穿越的锁相技术    王俊辉;王彤;宋飞;

基于自适应记忆长度最小二乘参数估计的实时相位跟踪方法    钟诚;井天军;杨明皓;苏剑;

永磁双馈风力发电机的并网控制策略    刁统山;王秀和;魏蓓;

双馈型风电机组低电压穿越技术要点及展望    徐海亮;章玮;贺益康;陈建生;

电网不平衡时双馈感应发电机定子负序和谐波电流抑制方法    廖勇;吴兴旺;刘刃;

空间网格结构地震响应主动控制理论与试验研究    代建波

动态电压恢复器理论及仿真研究    冯小明

充放储一体化电站并联式功率调节系统的控制技术研究    刘宝其

数字控制大容量并联型APF关键技术研究    谢川

电压源型变换器在电力系统中的若干应用    杨嘉伟

适应电网环境的双馈风电机组变流器谐振控制    刘昌金

新型永磁双馈发电机及其控制策略研究    刁统山

不确定性条件下风电场有功功率控制方法研究    张珍珍

电压源型变换器在电力系统中的若干应用    杨嘉伟

双馈风力发电系统控制策略研究    刘晋

铜板包装生产线液压气压配重系统的设计与研究    杨洋

5/12全自动钢筋弯箍机数控系统的设计与实现    刘乐

基于动态相量法的微电网建模与稳定性分析    安少聪

基于H_∞混合灵敏度算法的电动助力转向控制系统的研究    耿佳

准Z源变换器在单相逆变电路应用的研究    赵志德

一种零电流软开关功率因数校正电路的研制    谢赛

数控加工中心龙门悬浮气隙的自抗扰控制研究    任修孟

开放式数控伺服模型及位置控制技术的研究    祁若龙

压电作动器设计及双层球面网壳结构振动主动控制研究    容里

基于DSP的正弦波逆变电源研究    吕小涛

电网不平衡状态下风电机组运行控制中电压同步信号的检测    周鹏;贺益康;胡家兵;

变速恒频双馈异步风力发电系统低电压穿越技术综述    贺益康;周鹏;

电网电压骤降故障下双馈风力发电机建模与控制    胡家兵;孙丹;贺益康;赵仁德;

不平衡电压下双馈异步风力发电系统的建模与控制    胡家兵;贺益康;郭晓明;年珩;

基于EMTP/ATP的双馈式风力发电系统的模型与实现    李鹏程;叶林;

不平衡电网电压下基于串联网侧变换器的DFIG控制策略    李辉;廖勇;姚骏;庄凯;

电网电压不对称且谐波畸变时基波电压同步信号的检测    周鹏;贺益康;

Enhanced control of DFIG-used back-to-back PWM VSC under unbalanced grid voltage conditions    

Adaptive rotor current control for wind-turbine driven DFIG using resonant controllers in a rotor rotating reference frame    

Proportional integral plus multi-frequency resonant current controller for grid-connected voltage source converter under imbalanced and distorted supply voltage conditions    

三相并联型有源电力滤波器预测直接功率控制    乐江源;张志;赖小华;

两种有源电力滤波器直接功率控制方法的分析与比较    徐保友;冯维华;王森;

模糊直接功率控制有源滤波器的研究    成恒珍;高昕;秦静华;

双馈风力发电系统机侧直接功率控制    葛凯;阮毅;赵梅花;谈立;

基于直接功率控制的三相整流器的研究    郭孝园;李明;

42V汽车异步发电系统直接功率控制实验研究    卢子广;伍健;唐伟杰;郭元彭;

配电网静止同步补偿器直接功率控制    杨达亮;卢子广;杭乃善;

改进的基于虚拟磁链直接功率控制方法    王云亮;赵永乐;

三相并联型有源电力滤波器定频直接功率控制    赵张飞;陈国振;任亚军;杨东;

直接功率控制的单相功率因数校正器    唐思文;李印龙;杨喜军;

基于直接功率控制的整流器建模    董玉玺;付志红;朱学贵;苏向丰;

三相PWM整流器基于虚磁链的直接功率控制    张明莲;王慧;杨雪峰;

双馈感应电机风力发电系统的直接功率控制    王代睿;李玉超;边学良;

PWM整流器直接功率控制的新型调制策略    郑征;王聪;赵焕;

基于新型开关表的三电平PWM整流器功率控制    贾妍;石景波;

三相电压型PWM整流器的直接功率控制技术研究与实现    陈伟

电网异常条件下双馈异步风力发电机的直接功率控制    郭晓明

双PWM变换器协调控制研究    李光叶

同相供电系统潮流检测与控制技术研究    夏焰坤

VIENNA整流器直接功率控制研究与设计    莫灵君

电网电压畸变不平衡条件下双馈风电系统的直接功率控制    王明远

变速恒频双馈风力发电系统直接功率控制技术研究    徐飞冬

变速恒频双馈风力发电系统改进直接功率控制策略    贺子倩

永磁直驱风电变流系统的直接功率控制及通讯功能研究    丁卫忠

基于直接功率控制的永磁直驱风电变流系统研究    胡云飞

基于直接功率控制的三相充放电系统设计研究    赵金程

双馈并网风力发电机预测直接功率控制的研究    俞晓丽

双馈异步风力发电系统改进直接功率控制策略研究    尚磊

双馈风力发电机的直接功率控制    王晶