储能型永磁直驱风力发电系统并网运行控制研究.pdf 全文免费在线阅读

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岁艺京)户夕l硕士学位论文l8I7‘89储能型永磁直驱风力发电系统并网运行控制研究Grid-·ConnectedOperationControlforEnergyStoragebasedDirect--WindPowersystem作者:王文亮导师:葛宝明北京交通大学2010年6月‘I学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解北京交通大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权北京交通大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,提供阅览服务,并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。(保密的学位论文在解密后适用本授权说明)导师签名签字日期:沙产年-7月)日日L夕纯夕***年签№者彤文期沧R位字学签}作者姓名:王文亮导师姓名:葛宝明学位类别:工学学科专业:电机与电器学号:08121981职称:教授学位级别:硕士研究方向:风力发电北京交通大学2010年6月一致谢本论文是在我的导师葛宝明教授的悉心指导下完成的,从最初论文的选题到最后论文的修改,都浸透着导师的心血和汗水。葛老师严谨的治学态度和科学的工作方法为我树立了科学工作者的榜样,给予我极大的帮助和影响,并使我终身受益。在此衷心感谢两年来葛老师对我的关心和指导。在电力系统国家重点实验室毕大强老师的悉心指导下,我顺利完成了实验室的科研工作,毕老师丰富的专业知识和实践经验对我未来的发展产生深远的影响,在学习上和生活上都给予我很大的关心和帮助。在此向毕老师表示我衷心的感谢。在做课题工作过程中,柴建云教授在我做课题过程中提出了许多宝贵的意见,在此表示忠心的感谢。在实验室工作及撰写论文期间,马颖涛、邱培春、刘钰山、赵帅央、刘春秋、裴丽娜、郑鹤玲、孙东森等同学对我的课题工作给予了热情的帮助,在与他们讨论问题过程中,得到了许多解决问题的方法,在此一并向他们表达我的感激之情。最后也深深感谢我的家人,他们的理解和支持使我能够在学校专心完成我的学业。中文摘要中文摘要摘要:风力发电是可再生能源发电中解决当前世界环境污染和能源危机问题最有效途径之一,也是最具有大规模开发条件和商业化前景的发电方式,越来越受到世界各国的重视。由于风速具有随机波动性,因此风力发电并网功率波动很大,这对电网运行的稳定性及经济性带来负面影响。目前,新的电网规则均要求并网风电机组具有一定的低电压穿越能力,当电网发生严重短路故障时,并网风电机组能够不脱网运行,同时可以向电网提供一定的无功功率。随着我国GW级风电场的建设,风电规模的不断增大以及风电的电网穿透率不断上升,风电场输出功率的波动性给电网运行带来的不利影响亟待解决。本文以台达电力电子科教发展计划基金和电力系统国家重点实验室项目“储能型永磁直驱风力发电系统并网运行控制研究”为课题背景,基于永磁直驱风电机组,主要研究了应用电池储能提高机组的低电压穿越能力和平滑风力发电输出功率,以有效改善大规模并网风电场的电能质量和稳定性。首先,根据永磁直驱风电机组的工作原理,提出了双PWM变流器的控制策略,设计了三相电压软件锁相环SPLL,并通过仿真验证了风能最大功率跟踪控制、SPLL、SVPWM控制算法和双PWM变流器控制策略的正确性和有效性。其次,分析了VRB具有的特点,并根据VRB工作原理,搭建了其等效电路模型,通过仿真验证了其良好的充放电特性。分别对在机组直流侧增加卸荷电阻和储能电池两种提高机组低电压穿越能力的方法进行了分析和系统建模,并通过仿真验证了这两种控制策略的正确性。搭建了在风电场出口处集中配置VRB储能系统平滑风电场输出功率的仿真模型,并通过仿真验证了所提出储能系统变流器控制策略的正确性和有效性。最后,对储能系统进行了硬件和软件设计,搭建了应用电池储能平滑风电输出功率的小功率系统硬件实验平台,实验结果验证了应用电池储能够快速吞吐风力发电输出功率,有效平滑风力发电输出功率,以及所提出控制策略的J下确性和有效性。本文所做的研究工作,为永磁直驱同步风力发电机组提高低电压穿越能力和提高并网风电场的电能质量和稳定性提供了一定的理论参考依据,为工程应用奠定了基础。关键词:风力发电;直驱;储能;钒电池;低电压穿越;功率波动;DSP2812分类号:TM614

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