风电并网输出功率的调节及控制

【摘要】：在能源短缺和环境污染日益严重的今天,作为可再生绿色能源的风能的开发利用具有十分重要的意义。对此,世界各国普遍重视并竞相大力发展,技术上也在推陈出新,不断进步。随着风力发电机组容量的不断增大,提高运行效率、最大程度地利用风能已经成为风力发电技术研究的重要内容,稳定风电在并网时的输出功率也就成为亟待解决的问题。 本文研究双馈型异步发电机风力发电系统的运行与控制,内容包括双馈型异步发电机(DFIG)的运行理论、最大风能追踪机理、DFIG有功、无功功率解耦控制及并网控制、双PWM型变换器特性等。 本文首先分析DFIG的运行理论,在讨论DFIG的数学模型和等值电路的基础上,深入研究其运行特征和功率关系,为发电机的功率控制器的设计奠定了理论基础。随后,本文从DFIG的通用数学模型出发,将磁场定向矢量控制技术应用到DFIG并网控制中,导出基于定子磁链定向的交流励磁变速恒频风力发电机并网控制策略。该方案实现简单,动态性能和鲁棒性较好。最后,本文利用电力系统仿真软件DIgSILENT建立风电并网系统的控制模型,并分析该模型所具有的结构特性,详细说明风电并网层,风力涡轮机层,以及风机控制层的结构。在此基础上,构建了完整的交流励磁变速恒频风力发电系统仿真模型,设计基于预测控制的控制系统,调节风电并网输出的功率参数,并仿真验证了控制策略的有效性。 【关键词】：交流励磁 变速恒频 风力发电 双馈型异步发电机 双PWM型变换器
【学位授予单位】：华北电力大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TM614
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 绪论9-14
• 1.1 引言9-10
• 1.2 风力发电国内外发展现状10-12
• 1.3 风电并网研究现状12-13
• 1.4 本论文主要内容13-14
• 第2章 双馈型异步发电机的运行原理14-28
• 2.1 双馈异步发电机的优势14-17
• 2.2 双馈异步发电机的模型以及坐标变换17-21
• 2.2.1 双馈异步发电机的数学模型17-20
• 2.2.2 两相同步速旋转坐标系下的数学模型20-21
• 2.3 双馈异步发电机的运行特性与功率关系21-26
• 2.3.1 双馈型异步发电机的运行特性22-25
• 2.3.2 双馈型异步发电机的功率关系25-26
• 2.5 最优风功率捕捉控制26-27
• 2.6 本章小结27-28
• 第3章 风电并网对系统功率的影响28-35
• 3.1 风电并网对于功率失衡的影响28
• 3.2 电网电压与功率的关系28-29
• 3.2.1 功率的传输28-29
• 3.2.2 电力负荷的电压特性29
• 3.3 电压与功率的重要性29-31
• 3.3.1 电压的重要性30
• 3.3.2 功率的重要性30-31
• 3.4 功率与电压的控制31-32
• 3.5 关于风电并网仿真软件DIgSILENT所用到的部分仿真模块介绍32-34
• 3.5.1 空气动力学模型32-33
• 3.5.2 轴系模型33-34
• 3.5.3 背靠背变流器34
• 3.6 本章小结34-35
• 第4章 风电并网的功率输出控制及其控制策略35-54
• 4.1 风电并网控制35
• 4.2 风电并网控制模型35-41
• 4.2.1 风机并网模型35-36
• 4.2.2 带有DFIG风机的风场整体控制系统36-37
• 4.2.3 风场控制层37-40
• 4.2.4 风力涡轮机层40-41
• 4.3 预测控制的理论推导41-47
• 4.3.1 预测控制的特点42-43
• 4.3.2 动态矩阵(DMC)控制43-47
• 4.4 参数调整47-49
• 4.5 仿真结果49-53
• 4.6 本章小结53-54
• 第5章 结论与展望54-56
• 5.1 总结54
• 5.2 展望54-56
• 参考文献56-60
• 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果60-61
• 致谢61

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

从欧盟风电产业发展之路看我国相关产业之健康发展    赵义河;

并网型风力发电机组的控制技术综述    耿华;杨耕;马小亮;

动态矩阵控制及其改进方法的仿真研究    李金霞,邱公伟

大规模风电并网控制技术现状与展望    丁宇;陈永华;李雪明;钱峰;

双馈感应风力发电系统直接功率综合控制策略    蔚兰;陈宇晨;陈国呈;吴国祥;

基于PSASP与DIgSILENT/PowerFactory软件的风电机组建模与仿真研究    李琦芬;张建平;丁权飞;李冬亮;任建兴;

国内外风力发电概况及发展方向    关伟;卢岩;

风电并网对电力系统的影响    张乐丰;王增平;

基于Digsilent的风电场保护研究    王厚军;晁勤;蒋佳良;

风电产业创新之路应该如何走?    金柘苗;

大型风电场接入电网的稳定性问题研究    迟永宁

双馈型风力发电机励磁控制与优化运行研究    肖运启

康平县风力资源调查与分析    李娟;王贵元;

发展绿色就业提升产业生态效率——基于风电产业发展的实证分析    李虹;董亮;

基于电力系统供电成本模型的风电场经济性分析    常帅帅;刘金平;

大容量超高速双馈电机调速系统的仿真分析及研制    解仑;王志良;

双馈感应风力发电机的H_∞鲁棒控制    范普成;王长松;王志宇;杨建成;

双馈风力发电机并网方法的原理分析及仿真实验研究    张劲松;刘连根;徐凤星;佘岳;

变频技术在变速恒频异步风力发电系统中的应用    苑国锋;李永东;

电气传动系统技术的回顾与展望    杨耕;冬雷;邹俊忠;陈伯时;

双馈电机变速恒频风力发电技术概述    林波;宋平岗;赵芳;

高水头冲击式水轮发电机并网控制技术    周桃文;肖蕙蕙;李山;魏云茂;陈中华;

自抗扰控制技术在变速恒频双馈风力发电系统中的应用    周雪松;李超;马幼捷;李季;于阳;

Unified Model for Doubly-fed Wind Generator System and Its Application in Controllers' Coordination    

具有状态观测器的广义动态矩阵控制在板带轧机位置伺服系统中的应用研究    王益群;孙孟辉;张伟;刘建;

变速恒频双馈风电系统的建模及运行特性分析    潘庭龙;纪志成;

含风电地区电网暂态电压稳定性研究    张锋;李明霞;罗忠游;常喜强;

变动风速作用下风电场对电网电压的影响分析    范高锋;于德龙;任普春;陶程;戴慧珠;

变速恒频风力发电系统及其控制技术研究    沙非;马成廉;汪子翔;

基于PSCAD的异步风力发电机最优转速跟踪    朱卫平;王秀丽;

变速恒频风力发电系统故障特性与保护技术研究    撖奥洋

大型双馈风电机组动态载荷控制策略研究    王晓东

双馈风力发电系统中双变流器优化联合控制    贾俊川

分布式并网发电系统低电压穿越问题的若干关键技术研究    蔚兰

基于矩阵变换器励磁的双馈型风力发电机并网运行控制策略研究    李辉

大规模风电场群联网的源网协调性研究    崔杨

微网实验系统研究    杨占刚

兆瓦级双馈式三电平风电变流器关键技术研究    李渊

风力发电机组控制系统关键技术研究    任海军

采用串联网侧变换器的双馈异步风力发电系统运行和控制策略研究    李辉

风力发电机组暂态模型和稳定性分析方法研究    陈建伟

分岔理论在风电系统电压稳定分析中的应用    许珊珊

风电场动态无功补偿方案设计    冯凯辉

双馈型变速恒频风力发电机转子侧变流器控制技术研究    徐凤星

小型单相并网风力发电变流器的研究    冯其塔

风能利用建筑的风能利用效能研究与结构分析    张玉

大型风电场并网的有关技术研究    张学凯

三相电压型PWM变换器的控制策略研究    邓志奇

两叶结构半转式垂直轴风力机恒转速控制方法研究    陈海峰

风力发电运行价值分析与研究    安艳丽

三相高功率因数整流器的电流控制    杨德刚,刘润生,赵良炳

一种改进的PWM整流器间接电流控制方案仿真    熊健,张凯,裴雪军,陈坚

双馈电动机直接转矩控制技术的研究    马小亮,刘志强

提高PWM整流器抗负载扰动性能研究    赵仁德,贺益康,刘其辉

中点钳位型三电平逆变器通态损耗分析    王群京;陈权;姜卫东;胡存刚;

基于逆阻式IGBT的三相/单相矩阵式变换器    梅杨;孙凯;黄立培;

双馈变速恒频风力发电空载并网控制策略    吴国祥;马炜;陈国呈;俞俊杰;

一种双馈感应风力发电机低电压穿越的控制策略    蔚兰;陈国呈;宋小亮;曹大鹏;吴国祥;

自控式交流励磁变速电机的稳定性分析    赵荣祥,尹强,朱振东,许大中

燃煤电厂环境成本的分析与计算    刘季江;蒋苏红;顾煜炯;

    王涛

变速恒频风电机组并网运行模型研究及其应用    申洪

大型风电场电压稳定性分析与控制研究    潘文霞

变速恒频风力发电系统运行与控制研究    刘其辉

变速恒频双馈风力发电机交流励磁电源研究    赵仁德

异步化同步发电机励磁控制及其稳定性分析    应黎明

变速恒频交流励磁双馈风力发电系统及其控制技术研究    邹旭东

双馈感应风力发电机特殊运行工况下励磁控制策略的研究    向大为

大型风电场接入电网的稳定性问题研究    迟永宁

大规模风电场接入电力系统的小干扰稳定性研究    关宏亮

风电系统故障分析——并网型风力发电机接入点故障分析    李春兰

风力发电的输出功率预测系统在日本问世    杨钦慧;

轻型直流输电(HVDC Light)在风力发电中的应用    李毅端;

贝加莱在风电控制系统中应用    宋华振;

变速恒频风力发电系统的仿真研究    李亚林;李含善;任永峰;王政;

风力发电中双馈异步电机的应用技术    许国东;

几种适合变速恒频风力发电机并网方式对比分析    李建林;赵栋利;李亚西;许洪华;

风电并网对电网安全的影响    纪勇;

用于风力发电的电力稳定装置    浅沼圭司;须崎久晴;神通川亨;

风力发电并网变流器直接功率控制研究    罗勇;金新民;童亦斌;

风电电能质量监测系统的设计与应用    彭明智;刘永强;赵富强;

模糊控制在变速恒频风电无功功率优化中的应用    杨国良;于倩;张纯江;

双馈风力发电系统低压穿越的运行与仿真    王佳;章跃进;

神经网络控制风力发电机抗干扰信号的分析    陈洁;

自抗扰控制用于永磁同步风力发电机组转速控制    张彦宁;康龙云;曹秉刚;

大型风电场及风电机组的控制系统    徐甫荣;

利用清洁发展机制促进我国风力发电产业的发展    张希良;汪婧;顾树华;

无刷双馈风力发电机及其变速    王正;张凤阁;王凤翔;

风力发电中无刷双馈电机的控制技术    陈文俊;王之浩;周行星;

德国大力开发海上风力发电    

移动式风力发电法简述    娜日斯;

我省首个风力发电项目在都昌开工    记者 张雷

全球风力发电产业发展迅速    徐惠喜

我国研制出3.0兆瓦风电机组    高亮 和平

上海决定发展风力发电    蒋心和

利用风能挑战火力发电    金兆元

ABB拿下荷兰风电项目大单    许金晶

甘肃自主创新瞄准风力发电    

海口节能新尝试风力发电路灯亮相街头    周元

右玉风能开发一再升温    李久标 王新世

风能开发渐成右玉新热点    通讯员 王新世

变速恒频双馈风力发电机励磁控制技术研究    林成武

变速恒频风力发电系统运行与控制研究    刘其辉

风力发电系统能量优化问题的研究    耿华

风电并网的无功优化控制及其数模混合仿真研究    付超

矩阵变换器供电的交流励磁风力发电系统研究    汤宁平

双馈型风力发电变流器及其控制    杨淑英

大容量风电并网对电力系统安全稳定的影响研究    张红光

风力发电系统用双馈感应发电机矢量控制技术研究    赵阳

大型风力机变桨距控制技术研究    林勇刚

非线性控制理论在风力发电控制系统中的应用研究    刘吉宏

风电并网输出功率的调节及控制    侯军瑞

双馈风力发电机矢量控制研究    张博舒

风力发电机组并网运行研究    党向东

变速恒频风力发电双馈异步机的控制方法研究    王瑞桥

无刷双馈风力发电机的设计及其控制系统研究    李旭

小型风力发电并网系统变流器的控制研究    喻莉

内蒙古风力发电的市场开发研究    高靖

1kW低转速稀土永磁发电机改进设计与试验研究    王利俊

无刷双馈风力发电机的运行控制与并网研究    宋宗峰

直驱变速恒频风电机组运行特性研究    鲍洁秋