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1、上海交通大学硕士学位论文双馈风力发电机低电压穿越相关问题研究硕士研究生:姜腾学号:1120319094导师:王杰教授申请学位:专业学位硕士学科:电气工程所在单位:电子信息与电气工程学院答辩日期:201:5年1月授予学位单位上海交通大学:DissertationSubmittedtoShanghaiJiaoTongUniversityfortheDegreeofMasterResearchonRelevantIssuesofLowVoltageRide-throughTechniquesforDoublyFedIndu
2、ctionGeneratorCandidate:JiangTengStudentID:1120319094Supervisor:Prof.WangJieAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpeciality:ElectricalEngineeringAffiliation:SchoolofElectronicandElectricEngineeringDateofDefence:Jan,2015Degree-Conferring-Institution:Shang
3、haiJiaoTongUniversity上海交通大学硕士学位论文双馈风力发电机低电压穿越相关问题研究摘要近年来,风电容量比例逐年增加。当电网故障发生时,风力发电机组大规模脱网运行将会加剧故障程度。为了保证电力系统的安全稳定运行,许多国家对风场接入电网提出了低电压穿越的要求。双馈风力发电机(DFIG)具有能量利用率高、转速可变、风机机械应力低、变流器容量及成本低等优点,因而成为当前最为广泛应用的风电机型之一。但同时因其变流器容量较低,并且对电网故障尤其是电压跌落十分敏感,因此对低电压穿越能力要求特别高。本文在介绍DF
4、IG基本原理的基础上,建立了其在三相静止坐标系和同步旋转坐标系下的数学模型。分别对转子侧变流器的定子磁链定向和网侧变流器的电网电压定向矢量控制策略进行了研究,并在Matlab/Simulink中搭建了仿真模型。本文重点分析了电网故障时DFIG的动态特性。从定子磁链和转子开路电压出发,分析了各类电网故障对DFIG动态特性的影响。分析和比较了不同跌落程度下的同类故障,对称故障与不对称故障以及计及相角跳变与否时DFIG的不同动态响应。从理论上推导了故障时的动态响应,并通过仿真进行了验证。本文还对广泛使用的基于撬棒(Crow
5、bar)电路的DFIG低电压穿越策略展开了研究。主要分析了Crowbar电路电阻阻值的整定范围,推导得出了阻值大小对于故障后稳态下DFIG电磁转矩和吸收无功的影响。仿真结果验证了上述研究,为工程上选择合适的Crowbar电路电阻阻值提供了借鉴。关键词:双馈风力发电机;低电压穿越;电网故障;Crowbar电路I上海交通大学硕士学位论文ResearchonRelevantIssuesofLowVoltageRide-throughTechniquesforDoublyFedInductionGeneratorAbstra
6、ctInrecentyears,theproportionofwindpowercapacityhasincreasedyearbyyear.Large-scaleofthewindturbines’operatingunconnectedtothegridwillaggravatethegridfaultwhenitoccurs.Asaresult,manycountrieshaveissuedtheinterconnectionrequirementsforwindfarmscalledlowvoltagerid
7、e-through(LVRT).Thedoublyfedinductiongenerator(DFIG)hasvariousadvantagessuchashighenergyutilizationrate,variablespeed,lowmechanicalstressandlowratingandcostofpowerconvertor,soitisoneofthemostwidelyusedwindturbines.Butatthesametime,duetothelowratingofitspowercon
8、verter,DFIGisverysensitivetogridfaultespeciallyvoltagesag.ThustheLVRTrequirementsareparticularlyhighforDFIG.BasedontheintroductionofbasicprincipleofDFIG,thisdissertationesta
