液壓型風力發(fā)電機組低電壓穿越控制研究.pdf

1、隨著風力機大型化進程的推進，風力發(fā)電在電網(wǎng)中所占的比重逐漸增加。為確保大規(guī)模風電接入電網(wǎng)后電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性、安全性與可靠性，世界各國都相繼對風電場/風電機組并網(wǎng)技術提出了嚴格的規(guī)范。其中，低電壓穿越是風電機組穩(wěn)定運行的最大挑戰(zhàn)，也是當前風電場接入電網(wǎng)后亟待解決的重要難題。
　　本文以液壓型風力發(fā)電機組為研究對象，該機組通過定量泵-變量馬達閉式液壓系統(tǒng)實現(xiàn)風力機到發(fā)電機之間的功率傳輸，減小了機艙重量，提高了發(fā)電質量，降低了對電網(wǎng)

2、的沖擊。與傳統(tǒng)風力發(fā)電機組一樣，液壓型風力發(fā)電機組同樣需要具備低電壓穿越能力。
　　本文針對液壓型風力發(fā)電機組低電壓穿越控制方法展開研究，利用機理建模的方法建立風力機模型、液壓傳動模型、同步發(fā)電機模型和勵磁系統(tǒng)模型。考慮機組發(fā)電機負載特性與風力機的能量捕獲輸入，研究機組的狀態(tài)空間模型，并建立機組耦合數(shù)學模型。
　　以機組液壓傳輸系統(tǒng)為研究對象，研究系統(tǒng)非線性，探索系統(tǒng)能量傳遞與耗散機理，分析系統(tǒng)耦合特性，確定線性化與解耦方法

3、。提出通過比例節(jié)流閥開度和變量馬達擺角控制液壓系統(tǒng)輸出轉矩和輸出轉速的低電壓穿越控制方法。分別基于動態(tài)面控制和能量耗散規(guī)律對變量馬達擺角和比例節(jié)流閥開度控制律進行推導分析，擬實現(xiàn)機組低電壓穿越過程中傳輸功率的快速調整，同時保證發(fā)電機穩(wěn)定工作于工頻轉速，保持并網(wǎng)運行。
　　在MATLAB/Simulink中搭建仿真模型，分別對三相電壓等幅跌落、兩相對地短路故障和單相對地短路故障進行低電壓運行仿真分析，得到機組在不同電網(wǎng)故障下的瞬態(tài)響