外文翻譯--變速恒頻交流勵磁雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)及其控制技術(shù)研究

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1、中文1765字畢業(yè)設(shè)計外文文獻譯文及原文學(xué)生:學(xué)號:院(系):電氣與信息工程學(xué)院專業(yè):電氣工程及其自動化指導(dǎo)教師:2009年6月10日變速恒頻交流勵磁雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)及其控制技術(shù)研究R.Pen,J.C.Clare,G.M.Asher摘要:隨著電力電子器件制造及其應(yīng)用技術(shù)的飛速發(fā)展,使得大型變速恒頻風(fēng)電機組成為風(fēng)電機組主要的技術(shù)發(fā)展方向之一,而能柔性連接風(fēng)電機組及電力系統(tǒng)的變速恒頻雙饋風(fēng)電機組已成為目前風(fēng)電開發(fā)的主流機型。因此,有關(guān)該風(fēng)電機組的技術(shù)、運行特性、并網(wǎng)后系統(tǒng)的安全與穩(wěn)定等問題的研究也相應(yīng)成為風(fēng)電領(lǐng)域的重要研究方向。在分析了現(xiàn)有風(fēng)力發(fā)電機并網(wǎng)技術(shù)的基礎(chǔ)上,討論了交流勵磁變速恒頻異步雙饋

2、風(fēng)力發(fā)電機的并網(wǎng)控制,建立了基于磁場定向矢量控制、不受轉(zhuǎn)速變化影響的空載,負載和孤島并網(wǎng)三種并網(wǎng)控制方案。關(guān)鍵詞:變速恒頻,風(fēng)力發(fā)電,雙饋,并網(wǎng)運行近年電力電子器件制造及其應(yīng)用技術(shù)的飛速發(fā)展,使得大型變速恒頻風(fēng)電機組成為風(fēng)電機組主要的技術(shù)發(fā)展方向之一,而能柔性連接風(fēng)電機組及電力系統(tǒng)的變速恒頻雙饋風(fēng)電機組已成為目前風(fēng)電開發(fā)的主流機型。因此,有關(guān)該風(fēng)電機組的技術(shù)、運行特性、并網(wǎng)后系統(tǒng)的安全與穩(wěn)定等問題的研究也相應(yīng)成為風(fēng)電領(lǐng)域的重要研究方向。為開發(fā)我國風(fēng)電領(lǐng)域的新技術(shù),國家高技術(shù)研究發(fā)展計劃(863)中資助了《兆瓦級變速恒頻風(fēng)電機組》項目。本文結(jié)合該項目子課題《兆瓦級變速恒頻風(fēng)電機組并網(wǎng)技術(shù)研究》的

3、部分內(nèi)容,在廣泛分析國內(nèi)外有關(guān)資料的基礎(chǔ)上,研究了大型變速恒頻雙饋風(fēng)力發(fā)電機組的動態(tài)建模、運行特性、以及風(fēng)電機群并網(wǎng)后電壓一無功控制策略,其主要研究內(nèi)容和創(chuàng)新性的成果如下:第一、推導(dǎo)了形式簡單、能正確反映運行特性、且易于數(shù)值仿真實現(xiàn)的雙饋感應(yīng)發(fā)電機簡化三階動態(tài)數(shù)學(xué)模型。相應(yīng)于控制變量發(fā)生階躍和漸變,對雙饋感應(yīng)發(fā)電機精確模型和該簡化模型的響應(yīng)特性進行了詳細比較,比較結(jié)果充分表明了該簡化模型具有良好的精確度,能很好的代替精確模型應(yīng)用在轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速變化范圍較大,發(fā)電機功率因數(shù)較高的雙饋感應(yīng)發(fā)電機的建模和研究中。因此,該模型能較好地應(yīng)用于變速恒頻雙饋風(fēng)電系統(tǒng)的研究。第二、以雙饋感應(yīng)發(fā)電機三階簡化動態(tài)數(shù)學(xué)模

4、型為基礎(chǔ),推導(dǎo)了適用于小干擾穩(wěn)定分析的線性化模型和相應(yīng)系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)和開環(huán)傳遞函數(shù),并首次應(yīng)用開環(huán)傳遞函數(shù)和根軌跡方法,分析了雙饋感應(yīng)發(fā)電機初始運行點與系統(tǒng)動態(tài)品質(zhì)的關(guān)系。第三、首次提出了由整流和逆變部分的調(diào)制比和相位差四個控制參數(shù)表征的用于雙饋機組的變頻器數(shù)學(xué)模型,并依據(jù)變速恒頻雙饋風(fēng)力發(fā)電機組組成構(gòu)件的物理特性,建立了能表征變速恒頻風(fēng)電機組特性的整體動態(tài)數(shù)學(xué)模型。同時,基于MATLAB平臺創(chuàng)新性地開發(fā)了變速恒頻雙饋風(fēng)電機組并網(wǎng)特性研究的仿真程序。第四、分析了變速恒頻雙饋風(fēng)電機組的運行特性。在穩(wěn)態(tài)特性方面,分析了變速恒頻雙饋風(fēng)力發(fā)電機組的有功功率特性、無功功率特性和P-Q容量極限。在動態(tài)

5、特性方面,對變速恒頻雙饋風(fēng)電機組和常規(guī)變槳距恒速風(fēng)電機組的動態(tài)特性作了對比仿真,仿真結(jié)果說明了前者優(yōu)越的運行特性。此外,以直接接入大電網(wǎng)的變速恒頻雙饋風(fēng)電機組為例,對不同風(fēng)況下風(fēng)電機組的運行特性進行了仿真。仿真的結(jié)果說明了變速恒頻雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)動態(tài)模型的正確性和控制目標設(shè)計的合理性,表明了變速恒頻雙饋風(fēng)電機組所具備的無功一一電壓調(diào)節(jié)潛力。第五、分析了變速恒頻雙饋風(fēng)電機組的運行區(qū)域,確定了理想工況下總控制目標,首次提出了定子磁場旋轉(zhuǎn)坐標系下的變頻器功率一一電壓控制策略,并設(shè)計了變速恒頻雙饋風(fēng)電機組的整體控制器。第六、創(chuàng)新性地提出了變速恒頻雙饋風(fēng)電機群并網(wǎng)的分段分層實時優(yōu)化運行控制策略。該策略按

6、風(fēng)速分段、并按控制單元中控制參考值的整定和對控制參考值的追蹤分層。以達到在保證風(fēng)電機組安全穩(wěn)定運行的同時,最大效率的利用風(fēng)能和參與全網(wǎng)無功優(yōu)化運行,提高系統(tǒng)電壓穩(wěn)定性的目標。并以我國北方某風(fēng)電場為例,仿真分析了該控制策略下,風(fēng)速發(fā)生擾動變化和系統(tǒng)側(cè)發(fā)生故障時,單臺變速恒頻風(fēng)電機組運行特性及風(fēng)電機群與接入系統(tǒng)中關(guān)鍵節(jié)點的電壓特性。仿真結(jié)果表明,本文提出的分層分段控制策略不僅能保證風(fēng)電機組最大效率的利用風(fēng)能,還能充分發(fā)揮機組的無功調(diào)節(jié)能力,從而平衡擾動,提高風(fēng)電機群和接入系統(tǒng)的電壓穩(wěn)定性,保證整個系統(tǒng)的優(yōu)化運行。綜上所述,本文從國內(nèi)外對雙饋感應(yīng)發(fā)電機的研究現(xiàn)狀出發(fā),對變速恒頻雙饋風(fēng)電機組的動態(tài)建模

7、及運行特性進行了全面分析,完成了變速恒頻雙饋風(fēng)電機群并網(wǎng)運行控制策略的設(shè)計和相應(yīng)軟件的開發(fā),從而構(gòu)成了“大型變速恒頻風(fēng)電機組并網(wǎng)技術(shù)研究”中控制策略方面的一個完整的思路與分析軟件平臺。參考文獻[1]F.GiraudandZ.M.Salameh,“Wind-drivenvariable-speed,variablefrequency,double-output,inductiongenerators

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