1.5MW永磁直驱风电机组一次调频控制策略研究

发布时间：2024-04-13 12:36

　　为应对日益严峻的能源和环境问题,风力发电在全球范围内得到了广泛的开发与应用。变速风电机组是当前风电场中的主流机型,也是未来的发展方向,但是其出力与电网频率解耦,最大风能追踪模式下没有预留备用容量,导致机组不具备一次调频能力。变速风电机组大规模接入电网后,势必会降低系统频率稳定性。风电参与电网调频被认为是未来风电场所必备的能力,因此研究风电调频控制策略具有重要的意义。本文以1.5MW永磁直驱风电机组为研究对象,研究在不同工况下风电机组备用容量及一次调频控制策略。主要研究工作如下:(1)分析永磁直驱风电机组的组成与结构,建立包括风轮、变桨执行机构、永磁同步发电机以及变流器在内的机组主要部件的数学模型,并分析了传统有功功率控制策略,为一次调频研究奠定理论基础。(2)针对风电机组没有预留备用容量,不具备一次调频能力,提出超速和变桨协调的主动减载控制策略。该策略可以充分发挥超速控制的优势,避开变桨控制的不足,使机组在全风速下都保持恒定比例的备用容量。在详细分析机组减载时各风速区机组出力特性的基础上,对传统有功功率控制系统进行改进,通过改变转速跟踪曲线和改进传统变桨控制算法实现全风况下机组的主动减...

【文章页数】：62 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题研究背景
    1.2 课题研究意义
    1.3 风电机组一次调频研究现状
    1.4 论文主要内容
第2章 永磁直驱风电机组建模及其出力特性分析
    2.1 永磁直驱风电机组拓扑结构
    2.2 永磁直驱风电机组建模
        2.2.1 风轮与变桨执行机构模型
        2.2.2 传动系统模型
        2.2.3 永磁同步发电机模型
        2.2.4 全功率变流器模型
    2.3 传统风电机组有功功率控制策略
    2.4 本章小结
第3章 基于超速和变桨协调的风电机组主动减载控制策略
    3.1 超速和变桨控制主动减载原理
    3.2 超速和变桨协调主动减载控制策略
    3.3 基于主动减载的风电机组有功功率控制
    3.4 仿真分析
        3.4.1 仿真模型搭建
        3.4.2 仿真分析
    3.5 本章小结
第4章 基于变调差系数的风电机组一次调频控制策略
    4.1 电网一次调频
        4.1.1 电网频率波动原因分析
        4.1.2 电网一次调频控制
    4.2 风电机组一次调频控制策略
        4.2.1 风电机组调差系数整定
        4.2.2 基于变调差系数的风电机组一次调频控制
        4.2.3 风电机组一次调频贡献分析
    4.3 仿真分析
        4.3.1 一次调频控制器仿真模型
        4.3.2 MPPT控制与主动减载控制时的仿真分析
        4.3.3 变调差系数一次调频控制时的仿真分析
    4.4 本章小结
第5章 结论
    5.1 结论
    5.2 展望
参考文献
在校研究成果
致谢



本文编号：3953052