【摘要】：風(fēng)電是最有開發(fā)前景的可再生能源之一。由于海上風(fēng)能資源更加豐富而且非常適合大規(guī)模開發(fā),海上風(fēng)電的利用越來越引起關(guān)注。與雙饋風(fēng)機(jī)相比,永磁直驅(qū)風(fēng)機(jī)不需要變速箱而且擁有更好的低電壓穿越性能,因而在海上風(fēng)電開發(fā)中具備競爭力。高壓直流輸電(high-voltage direct current,HVDC)不受電纜電容充電電流的影響,因而適用于將遠(yuǎn)距離海上風(fēng)電輸送至陸上電網(wǎng)。本文研究了用于永磁直驅(qū)風(fēng)機(jī)并網(wǎng)的不同直流輸電拓?fù)?并設(shè)計了相應(yīng)的控制策略。本文的主要研究工作如下:(1)分析了永磁直驅(qū)風(fēng)機(jī)的結(jié)構(gòu)以及基本控制方法。(2)研究了模塊化多電平換流器(modular multilevel converter,MMC)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。針對永磁直驅(qū)風(fēng)機(jī)經(jīng)MMC-HVDC并網(wǎng)系統(tǒng),提出一種提升其故障穿越能力的控制策略。該策略結(jié)合降低風(fēng)電場交流電壓和降低風(fēng)機(jī)輸出有功電流兩種方式,可以實現(xiàn)風(fēng)電場側(cè)有功功率的快速降低。同時,為了在故障時限制永磁直驅(qū)風(fēng)機(jī)直流鏈電壓的增長,在風(fēng)機(jī)中引入直流電壓偏差控制。仿真結(jié)果表明:主網(wǎng)發(fā)生對稱和不對稱故障時,MMC直流電壓和風(fēng)機(jī)直流鏈電壓均可維持穩(wěn)定,系統(tǒng)可以實現(xiàn)故障穿越。(3)提出一種永磁直驅(qū)風(fēng)機(jī)經(jīng)混合直流系統(tǒng)并網(wǎng)的拓?fù)?直流系統(tǒng)整流側(cè)采用模塊化多電平換流器,逆變側(cè)采用電網(wǎng)換相換流器(line commutated converter,LCC)。該系統(tǒng)結(jié)合了 MMC和LCC各自的優(yōu)點,既可以為風(fēng)電場無源系統(tǒng)提供電壓支撐,又可以降低投資成本和運(yùn)行損耗。MMC可以通過子模塊投切瞬間改變直流側(cè)級聯(lián)子模塊輸出的總電壓�；诖隧椞匦�,提出整流側(cè)MMC控制直流電流的方法,將MMC的控制維度從交流側(cè)拓展至直流側(cè)。仿真結(jié)果表明,在逆變側(cè)主網(wǎng)發(fā)生遠(yuǎn)區(qū)故障時,整流側(cè)MMC可以抑制直流電流增長,降低換相失敗發(fā)生的機(jī)會;在逆變側(cè)發(fā)生換相失敗后,可以幫助系統(tǒng)平穩(wěn)地恢復(fù)直流功率,實現(xiàn)故障穿越功能。
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TM721.1;TM614

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