双馈风力发电机在低电压穿越时Crowbar保护电路的研究

摘要

人类社会已进入了资源空前匮乏的时代，找到可利用的再生资源已是人类迫不及待的事情。由于这个“机遇”，风力发电正在全球以前所未有的速度发展。在这个国际机遇下，我国风电事业也发展迅速，风电装机容量和并网容量每年都大幅度地增长。变速恒频双馈风力发电系统克服了早期恒速恒频风力发电系统风能利用率低、机组机械部件承受机械应力大等缺点，并且处于发电机转子回路的变频器仅处理双向流动的转差功率，整个风电系统的成本降低，因此变速恒频双馈风力发电机已成为国内外风力发电领域的研究热点和发展趋势。
　　本文通过理论分析与仿真实验，完成的工作主要包括以下几个方面： (1)分析了DFIG矢量变换控制策略，并分别从转子侧变流器与定子侧变流器的矢量控制进行了分析；用 PSCAD 软件对双馈感应风力发电系统进行了建模与仿真，由最后得出的仿真结果可以看出，本章所建的模型对有功、无功功率得到了很好的解耦控制，该仿真系统所采用的矢量控制策略取得了比较好的控制效果。(2) 分析了所需加入的主动式 Crowbar 电路结构及工作原理，在双馈感应风力发电系统仿真模型转子侧加入Crowbar电路模型，通过仿真验证了Crowbar电路的有效性。先通过理论计算，在计及Crowbar电路对定、转子时间常数影响的条件下，确定了Crowbar电阻的取值范围，再在该范围内平均选取样值进行仿真分析，得出比较合适本文仿真模型中所选Crowbar电路的电阻值。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

选题的依据与意义

国内外文献资料综述

1绪论

1.1风力发电应用现状和前景

1.2风力发电技术研究现状

1.3 DFIG的低电压穿越（LVRT）技术要求

2 DFIG的基本原理和数学模型

2.1 DFIG的基本原理

2.2 双馈感应发电机的数学模型

2.3 本章小结

3 双馈风电机组的建模与仿真

3.1 PSCAD/EMTDC简介

3.2 DFIG矢量变换控制

3.3 双馈感应风力发电系统的仿真模型

3.2 双馈感应风力发电系统的仿真运行

3.3 本章小结

4 Crowbar保护技术与仿真

4.1 双馈感应风力发电系统的动态响应

4.2 Crowbar保护控制

4.3 影响Crowbar电路保护的因素

4.4 仿真验证

4.5 本章小结

5 结论与展望

5.1 结论

5.2 展望

参考文献

附录1：攻读工程硕士学位期间发表的部分科研成果

附录2：双馈感应风力发电系统仿真模型

致谢