雙饋風電場并網(wǎng)的電壓穩(wěn)定性控制理論研究

目錄
第1章　緒論 1
1.1　課題的研究背景及意義 1
1.2　我國風電發(fā)展存在的幾個關(guān)鍵問題 3
1.3　雙饋風力發(fā)電機組的組成 5
1.4　雙饋風力發(fā)電機組并網(wǎng)運行的研究現(xiàn)狀和關(guān)鍵技術(shù) 7
1.4.1　雙饋風力發(fā)電機組并網(wǎng)控制技術(shù)研究現(xiàn)狀 7
1.4.2　DFIG并網(wǎng)的暫態(tài)穩(wěn)定性和抗電壓波動能力 13
1.4.3　雙饋式風力發(fā)電的網(wǎng)源協(xié)調(diào)技術(shù) 14
1.5　本書的主要研究內(nèi)容及組織結(jié)構(gòu) 15
1.5.1　本書的主要研究內(nèi)容 15
1.5.2　本書的組織結(jié)構(gòu) 16
第2章　雙饋風力發(fā)電機組數(shù)學模型的構(gòu)建 17
2.1　雙饋風力發(fā)電機組的組成與運行原理 17
2.1.1　雙饋風力發(fā)電機組的組成 17
2.1.2　雙饋風力發(fā)電機的運行原理 18
2.2　風速數(shù)學模型 18
2.3　風力機數(shù)學模型 21
2.4　機械傳動軸系模型 22
2.4.1　三質(zhì)量塊數(shù)學模型 23
2.4.2　二質(zhì)量塊數(shù)學模型 24
2.4.3　一質(zhì)量塊數(shù)學模型 25
2.5　dq坐標系下的雙饋風力發(fā)電機數(shù)學模型 25
2.6　dq坐標系下雙饋風力發(fā)電機的簡化數(shù)學模型 28
2.7　本章小結(jié) 30
第3章　滑模變結(jié)構(gòu)控制技術(shù)在雙饋風力發(fā)電機組并網(wǎng)中的應用 31
3.1　滑模變結(jié)構(gòu)控制基礎(chǔ)知識 32
3.1.1　滑動模態(tài)的存在性與可達性條件 32
3.1.2　滑動模態(tài)的不變性 34
3.1.3　滑模變結(jié)構(gòu)控制系統(tǒng)設(shè)計 35
3.2　雙饋風力發(fā)電機組并網(wǎng)的滑模變結(jié)構(gòu)控制 39
3.2.1　雙饋風力發(fā)電機組空載并網(wǎng)控制策略分析 39
3.2.2　雙饋風力發(fā)電機組并網(wǎng)的空載運行狀態(tài)分析 40
3.2.3　雙饋風力發(fā)電機組并網(wǎng)發(fā)電運行狀態(tài)分析 42
3.3　雙饋風力發(fā)電機組空載并網(wǎng)的終端滑模勵磁控制器設(shè)計 45
3.3.1　滑動模態(tài)對干擾和參數(shù)攝動的不變性條件分析 45
3.3.2　雙饋風力發(fā)電機組空載并網(wǎng)勵磁電流終端滑?？刂破髟O(shè)計 47
3.3.3　雙饋風力發(fā)電機組空載并網(wǎng)自適應終端滑模勵磁控制器設(shè)計 49
3.4　雙饋風力發(fā)電機組空載并網(wǎng)控制算例仿真 52
3.4.1　雙饋風力發(fā)電機組理想空載運行仿真分析 53
3.4.2　廣義擾動下雙饋風力發(fā)電機組空載運行仿真分析 56
3.4.3　雙饋風力發(fā)電機組空載并網(wǎng)全過程仿真分析 58
3.5　本章小結(jié) 60
第4章　雙饋風電場并網(wǎng)的電壓穩(wěn)定性控制 62
4.1　雙饋風電場與電網(wǎng)的交互作用 63
4.1.1　DFIG和SG的功角及特性 63
4.1.2　DFIG和SG的功角及輸出功率動態(tài)特性仿真 65
4.1.3　動模實驗驗證 68
4.2　DFIG功角的動態(tài)特性對電網(wǎng)的影響 71
4.3　電網(wǎng)故障對DFIG動態(tài)特性的影響 75
4.4　DFIG并網(wǎng)運行的控制策略 76
4.4.1　DFIG并網(wǎng)運行控制機理分析 76
4.4.2　DFIG轉(zhuǎn)子磁鏈控制策略設(shè)計 77
4.4.3　DFIG和SG并列運行時轉(zhuǎn)子磁鏈的終端滑模控制器設(shè)計 79
4.4.4　DFIG和SG并列運行時槳距角附加控制策略設(shè)計 83
4.5　DFIG轉(zhuǎn)子磁鏈和槳距角聯(lián)合附加控制算例分析 84
4.6　本章小結(jié) 91
第5章　滑模變結(jié)構(gòu)控制在多端柔性直流輸電系統(tǒng)中的應用 92
5.1　HVDC系統(tǒng)基本控制方式 92
5.2　傳統(tǒng)兩端HVDC系統(tǒng)換流站控制器設(shè)計 92
5.2.1　內(nèi)環(huán)電流控制設(shè)計 94
5.2.2　外環(huán)定直流電壓和功率控制 96
5.3　滑模變結(jié)構(gòu)控制策略及控制器設(shè)計 97
5.3.1　滑?？刂齐娏鲀?nèi)環(huán)控制設(shè)計 98
5.3.2　直流電壓外環(huán)PI控制器設(shè)計 100
5.4　兩端VSC-HVDC的滑?？刂葡到y(tǒng)算例及其仿真驗證 101
5.5　本章小結(jié) 106
第6章　基于多端VSC-MTDC系統(tǒng)風電并網(wǎng)控制模型及仿真分析 107
6.1　新型多端直流輸電系統(tǒng) 107
6.1.1　VSC-MTDC的接線方式 107
6.1.2　VSC-MTDC的控制原則 108
6.1.3　多端直流輸電系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 108
6.2　VSC-MTDC系統(tǒng)上層控制 110
6.3　仿真結(jié)果與分析 112
6.4　風電場并網(wǎng)控制策略 115
6.4.1　新型控制器的應用 115
6.4.2　VSC-MTDC系統(tǒng)的風電場并網(wǎng)控制 116
6.4.3　VSC-MTDC與風電場協(xié)調(diào)控制策略 117
6.5　仿真分析 118
6.6　本章小結(jié) 120
第7章　動模實驗與實時仿真實驗驗證 121
7.1　DFIG理想空載運行動模實驗驗證 121
7.2　DFIG空載并網(wǎng)全過程動模實驗驗證 123
7.3　DFIG轉(zhuǎn)子磁鏈和槳距角聯(lián)合附加控制實時仿真驗證 125
7.3.1　系統(tǒng)低電壓抑制能力實驗 128
7.3.2　系統(tǒng)高電壓抑制能力實驗 131
7.4　本章小結(jié) 134
參考文獻 136