近年來(lái),風(fēng)力發(fā)電技術(shù)日益先進(jìn),風(fēng)電場(chǎng)的規(guī)模也日益增大,但一些問(wèn)題也隨之顯現(xiàn)出來(lái)。海上風(fēng)電場(chǎng)和一些偏遠(yuǎn)地區(qū)的風(fēng)電場(chǎng)發(fā)出的電能不能就地消納,需要將電能輸送到用電量大的地區(qū),研究如何高效率地將大規(guī)模風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)外送是亟待解決的一個(gè)難題。模塊化多電平換流器（modular multilevel converter,MMC）具有制造難度低、諧波含量少、有功和無(wú)功解耦等優(yōu)點(diǎn),已成為一種理想的大型遠(yuǎn)距離風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)方式。雙饋感應(yīng)發(fā)電機(jī)（doubly-fed induction generation,DFIG）的風(fēng)機(jī)體積小、成本低,是目前最為廣泛應(yīng)用的風(fēng)力發(fā)電機(jī)之一。本文針對(duì)雙饋風(fēng)電場(chǎng)經(jīng)MMC-HVDC并網(wǎng)系統(tǒng),開(kāi)展了有關(guān)啟動(dòng)和無(wú)功控制兩個(gè)方面的工作。MMC-HVDC系統(tǒng)可以正常工作的前提條件是其子模塊電容電壓保持穩(wěn)定。但當(dāng)發(fā)生故障導(dǎo)致MMC-HVDC停運(yùn)后,子模塊電壓降為零,此時(shí)需要對(duì)子模塊電容進(jìn)行充電。然而在此過(guò)程中,會(huì)產(chǎn)生一個(gè)較大的沖擊電流,并伴隨過(guò)電壓,提出一種新的方法抑制此沖擊電流具有重要的工程價(jià)值。此外,DFIG風(fēng)機(jī)和MMC變換器可以提供無(wú)功功率,研究如何協(xié)調(diào)分配風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子側(cè)變換器、網(wǎng)側(cè)變換器和... 

【文章來(lái)源】：山東大學(xué)山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－１?２００８年至２０１８年我國(guó)風(fēng)電裝機(jī)容量變化??２０１９年４月份，中國(guó)風(fēng)能協(xié)會(huì)發(fā)布了《２０１８年中國(guó)風(fēng)電吊裝容量統(tǒng)計(jì)簡(jiǎn)報(bào)》

山東大學(xué)碩士學(xué)位論文??第二章雙饋風(fēng)電場(chǎng)經(jīng)ＭＭＣ－ＨＶＤＣ并網(wǎng)系統(tǒng)建模研究??ＤＦＩＧ風(fēng)電場(chǎng)經(jīng)ＭＭＣ－ＨＶＤＣ并網(wǎng)外送電能有很多優(yōu)勢(shì)，其中包括提高ＤＦＩＧ??風(fēng)電場(chǎng)的電壓穩(wěn)定性。由于ＭＭＣ－ＨＶＤＣ將ＤＦＩＧ風(fēng)場(chǎng)和外部電網(wǎng)隔開(kāi)，故減少了??電網(wǎng)發(fā)生故障時(shí)對(duì)ＤＦ１Ｇ風(fēng)電場(chǎng)的擾動(dòng)。本章將介紹ＤＦＩＧ和ＭＭＣ的工作原理，??建立數(shù)學(xué)模型，研宄各變換器的控制策略，為下文奠定基矗??２．１雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)簡(jiǎn)介??２．１．丨雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)工作原理??圖２－丨為ＤＦ１Ｇ的結(jié)構(gòu)圖，主要由四部分組成，分別是風(fēng)力機(jī)、齒輪箱、雙饋??異步發(fā)電機(jī)、勵(lì)磁變換器。??當(dāng)風(fēng)速達(dá)到一定值時(shí)，ＤＦＩＧ的風(fēng)力機(jī)啟動(dòng)，將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。由于風(fēng)力??機(jī)的轉(zhuǎn)速較小，所以為了提升速度、減小發(fā)電機(jī)的體積，雙饋異步風(fēng)機(jī)裝設(shè)了齒輪??箱。異步發(fā)電機(jī)被機(jī)械能帶動(dòng)，電能產(chǎn)生，并輸送到外部電網(wǎng)，最終實(shí)現(xiàn)了風(fēng)力發(fā)??電．雙ＰＷＭ變換器按照各自所在的位置命名，“轉(zhuǎn)子側(cè)變換器”顧名思義指與??ＤＦＩＧ風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子繞組相連的變換器；“網(wǎng)側(cè)變換器”顧名思義則指得與外電網(wǎng)相連??的變換器。雙ＰＷＭ變換器各司其職，是實(shí)現(xiàn)對(duì)ＤＨＧ控制的主要器件。另外，在??實(shí)際應(yīng)用時(shí)，為了避免高頻諧波流入外電網(wǎng)，一般會(huì)在網(wǎng)側(cè)變換器連接外部電網(wǎng)的??地方設(shè)置一個(gè)濾波器。??風(fēng)力機(jī)??Ａ?異步發(fā)電機(jī)??齒輪柏外部電網(wǎng)??ｕ麵自?４甲ｓ??轉(zhuǎn)子側(cè)變換器?Ｍ側(cè)變換器?＋??一」令＃々???雙ＰＷＭ變換器??圖２－１雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)圖??為了進(jìn)一步說(shuō)明雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)的工作原理，給出了圖２－２?ＤＦＩＧ變速恒頻工??９??

山東大學(xué)碩士學(xué)位論文??作原理框圖。??外部電網(wǎng)??Ａ??ｎ＇．?Ｌｉ??ｖ｜￣￣七——ｊ—｜—?勵(lì)磁變換器????Ｊ?＾￣＾??風(fēng)力機(jī)?異步發(fā)電機(jī)??圖２－２?ＤＦＩＧ變速恒頻工作原理框圖??發(fā)電機(jī)的機(jī)電能量得以有效轉(zhuǎn)化存在一個(gè)必要條件，即定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)等于轉(zhuǎn)??子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，故各轉(zhuǎn)速之間存在式（２－１）的關(guān)系：??ｎｘ?＝ｎ２?＋ｎｒ?（２－１）??式中：??轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速；定子磁場(chǎng)同步轉(zhuǎn)速；ｎ２：轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)相對(duì)于轉(zhuǎn)子本身的??轉(zhuǎn)速。??因?yàn)閬V?／６０及／２?／６０，故有：??—?＋?ｆ２＝ｆ，?（２－２）??６０?２?１??式中：??發(fā)電機(jī)極對(duì)數(shù)；乂、／２?：定、轉(zhuǎn)子電流頻率。??通過(guò)上面公式可知，ＤＨＧ可以運(yùn)行在變速恒頻狀態(tài)的主要原因是／２是可調(diào)節(jié)??的，當(dāng)轉(zhuǎn)速變化時(shí)，調(diào)節(jié)／２，使得公式（２－２）得以成立，那么就可以保證乂一直??等于５０Ｈｚ。??由于／２可以調(diào)節(jié)，ＤＦＩＧ可運(yùn)行在不同的狀態(tài)。第一種狀態(tài)：同步運(yùn)行狀態(tài)，??此時(shí)／２＝〇，轉(zhuǎn)子繞組與電網(wǎng)無(wú)功率交換；第二種狀態(tài)：亞同步狀態(tài)，此時(shí)／２＞〇，??為了維持穩(wěn)定運(yùn)行，從電網(wǎng)輸入一部分功率到轉(zhuǎn)子繞組；第三種狀態(tài)：超同步狀態(tài)，??１０??

【參考文獻(xiàn)】：
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碩士論文
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本文編號(hào)：3030139