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摘 要:如今风力发电的发展迅猛，大多以双馈式风力发电机（DFIG）为主体的大型风力发电机组在电网中所占的比例快速提高，为了确保风电接入电力系统运行的有效性，电力系统对并网风力发电机在电网故障、特别是电网电压骤降故障下的低压运行能力提出了更高的要求，本文首先对双馈风电系统进行数学建模，通过对双馈风机的数学模型的分析，设计了稳态下的双馈电机控制策略.在稳态控制策略的基础上，通过改进转子侧和网侧变流器的控制方法，得到了故障下的变流器控制策略。在模拟电网电压跌落故障的基础上，提出了对称电网故障下的低压穿越控制策略，通过改进转子侧和网侧的控制策略来提高低压运行能力。基于Matlab平台进行仿真实验，根据仿真结果得到了比稳态控制策略更加稳定的双馈电机低压穿越控制模型.本论文提出的对称电网故障下交流励磁DFIG发电机系统基础理论和关键技术从实践角度进行了有效地验证和进一步创新，运行中对发电机及变换器不会产生破坏,对电网无冲击电流和无谐波影响,在低电压穿越中发电机提供无功功率,支撑电网电压的恢复，实现了理论联系实际的全面研究。
关键词：双馈感应电机(DFIG)；低压穿越(LVRT)；网侧变流器；转子侧变流器
目录
摘要
abstract
第1章 绪论-1
1.1 课题研究概述-1
1.1.1课题研究背景-1
1.1.2 课题研究的意义-1
1.2低压穿越技术国内外研究现状-1
1.2.1 风力发电技术发展现状-2
1.2.2 控制策略的改善-2
1.2.3 外加硬件电路-3
1.3论文的主要研究内容-4
第2章 双馈风电系统的建模-5
2.1 概述-5
2.2 风力机及其数学模型-6
2.3 双馈异步发电机及其数学模型-6
2.3.1三相静止坐标系下的双馈电机数学模型-7
2.3.2任意转速旋转dq坐标系下的双馈电机数学模型-9
2.4 网侧变流器及其数学模型-10
2.5 本章小结-12
第3章 双馈感应发电机稳态运行控制策略-13
3.1 概述-13
3.2 双馈感应发电机控制原理-13
3.3 双馈感应发电机矢量控制技术-15
3.3.1 基于定子电压定向的矢量控制技术-16
3.3.2 网侧变流器矢量控制技术-17
3.4 仿真研究-19
3.5 本章小结-21
第4章 对称电压故障下双馈电机低压穿越控制策略-23
4.1 概述-23
4.2 同步速旋转坐标系中DFIG风电机组等效模型-23
4.2.1同步速旋转坐标系中的DFIG风电机组的等效电路-23
4.2.2同步速旋转坐标系中的DFIG风电机组的功率表达-25
4.3 网侧变流器无功功率补偿控制策略-26
4.4 转子侧变流器计及定子磁链电流动态过程的DFIG矢量控制改进方案-28
4.4.1电网故障时DFIG的暂态特性-28
4.4.2定子电压定向的DFIG转子侧变流器矢量控制改进方案-29
4.5 仿真研究-31
4.6 本章小结-33
第5章结论与展望-35
5.1结论-35
5.2不足之处及未来展望-35
参考文献-36
致 谢-38
附录A： 双馈感应发电机参数-39
附录B： 双馈风电机组仿真模型-40