同步化雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的分析與控制基本信息

中文名 同步化雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的分析與控制 項目類別 面上項目
項目負責(zé)人 李國杰 依托單位 上海交通大學(xué)

作為清潔、永續(xù)的可再生能源，風(fēng)力發(fā)電在我國得到大力發(fā)展。由于風(fēng)能的動態(tài)、隨機性等特點，大容量風(fēng)電注入將對電網(wǎng)的穩(wěn)定運行造成影響。目前我國并網(wǎng)風(fēng)力發(fā)電場規(guī)模越來越大，而且遠離負荷中心，因此，我國風(fēng)電并網(wǎng)給電網(wǎng)帶來的影響尤其嚴(yán)重。變速恒頻雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)已成為我國風(fēng)力發(fā)電的主要形式，其可靠運行直接影響電網(wǎng)的安全運行與風(fēng)電場的經(jīng)濟效益。 本課題首先從變速恒頻風(fēng)電雙饋電機的建模入手，分析雙饋電機的數(shù)學(xué)模型、性能與特點。研究雙饋電機矢量的控制系數(shù)對控制系統(tǒng)動態(tài)性能的影響，研究雙饋電機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速變化對控制系統(tǒng)動態(tài)性能的影響。分析和總結(jié)雙饋電機定轉(zhuǎn)子電流諧波的基本來源，并結(jié)合理論分析和試驗結(jié)果分析各種諧波的基本特征，提出了減小雙饋電機電流諧波的方法，從而對雙饋電機的特性有更加清楚的認識。 通過對雙饋電機最常用的矢量控制的穩(wěn)定性進行研究，分析矢量控制中的轉(zhuǎn)子位置角信號對控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性的影響，并通過數(shù)字仿真進行了驗證。針對變速恒頻雙饋電機的特點，結(jié)合傳統(tǒng)電力系統(tǒng)的同步發(fā)電機理論，對雙饋電機數(shù)學(xué)模型進行同步化，建立了同步化的雙饋電機的數(shù)學(xué)模型。在雙饋電機同步化模型基礎(chǔ)上，研究風(fēng)電雙饋電機新的控制方法――轉(zhuǎn)子電壓幅值頻率控制（MFC）方法，該方法無需PARK坐標(biāo)變換，無需雙饋電機轉(zhuǎn)子角度信號，解決了雙饋電機轉(zhuǎn)子位置角信號故障對控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性的影響。在此基礎(chǔ)上，進一步研究基于轉(zhuǎn)子幅值頻率控制的容錯控制方法，從而提高風(fēng)電雙饋電機控制系統(tǒng)的運行性能與可靠性。通過數(shù)字仿真驗證了所提出的轉(zhuǎn)子電壓幅值頻率控制方法與基于幅值頻率控制的容錯控制方法的有效性。 最后，研究大規(guī)模風(fēng)電并網(wǎng)對電網(wǎng)的影響，為了減小風(fēng)電波動對電網(wǎng)頻率的影響，研究使用控制方法降低風(fēng)電場功率輸出的波動性，提出了抑制系統(tǒng)頻率偏差的風(fēng)電功率波動平滑控制器設(shè)計方法，該方法使用電力系統(tǒng)頻率偏差作為指標(biāo)，在電力系統(tǒng)頻率偏差不超標(biāo)的條件下，最優(yōu)的降低風(fēng)電功率的波動性。研究利用儲能抑制風(fēng)電功率的波動，提出了儲能容量的設(shè)計方法。 本課題研究成果對于研究減小大規(guī)模風(fēng)力發(fā)電接入對電網(wǎng)的影響具有重要的理論指導(dǎo)和應(yīng)用價值。 本課題順利完成，在本課題基金的資助下，共發(fā)表23篇論文，其中18篇期刊，4篇國際會議。在本領(lǐng)域IEEE、IET等國際權(quán)威期刊上發(fā)表SCI收錄4篇，ISTP收錄1篇，另外EI收錄10篇。 2100433B

同步化雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的分析與控制造價信息

市場價 信息價 詢價
材料名稱 規(guī)格/型號 市場價
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（除稅）		 行情 品牌 單位 稅率 供應(yīng)商 報價日期
PH分析儀 型號:TPH21AC+TPH-S0C10 查看價格 查看價格

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總磷分析儀 型號:TEM-TP9000 查看價格 查看價格

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COD分析儀 型號:TEM-COD9000 查看價格 查看價格

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氨氮分析儀 型號:TEM-NH3N9000 查看價格 查看價格

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材料名稱 規(guī)格/型號 除稅
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臺班 汕頭市2010年2季度信息價
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（元）		 供應(yīng)商 報價地區(qū) 最新報價時間
系統(tǒng)研判與分析 1.名稱:系統(tǒng)研判與分析 2.品牌:徽粵大海/DHWL 3.型號:DHWL-XLZS 4.產(chǎn)地:中國5.功能參數(shù):數(shù)據(jù)來源導(dǎo)向,中心庫數(shù)據(jù)統(tǒng)計,專題庫建設(shè)管理|1套 3 查看價格 廣州康碼仕信息科技有限公司 廣東   2020-10-23
日志收集與分析系統(tǒng) 豐富的報表,實現(xiàn)分析結(jié)果的可視化; 系統(tǒng)提供多達300多種的報表模板,不僅支持對網(wǎng)絡(luò)事件按條件統(tǒng)計,更提供了對流量等變化趨勢的形象表現(xiàn); 對于分析結(jié)果系統(tǒng)提供了表格及多種圖形表現(xiàn)形式(柱狀圖、曲線圖),使管理員一目了然.|1套 2 查看價格 北京銳和益動軟件技術(shù)有限公司 廣東   2017-12-20
會控系統(tǒng)與行為分析對接 開放會議系統(tǒng)接口,行為分析平臺與會議系統(tǒng)對接,由會議系統(tǒng)控制會議開始及會議結(jié)束,會議開始后,就會進行考勤、行為檢測,錄像通過計劃配置進行錄像存儲|1套 3 查看價格 深圳華兆科技有限公司 全國   2021-09-23
日志收集與分析系統(tǒng) 綜合處理性能:20000EPS綜合處理峰值:30000EPSTopAudit-Log標(biāo)準(zhǔn)版,含日志收集、存儲、查詢、關(guān)聯(lián)分析、統(tǒng)計分析、告警響應(yīng)等功能,含飛天誠信Key(licence介質(zhì)).|1套 1 查看價格 北京天融信科技有限公司 廣東  陽江市 2019-01-07
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警情研判與智能分析系統(tǒng)搬遷 警情研判與智能分析系統(tǒng)重新部署安裝調(diào)試及搬遷|1.00項 1 查看價格 廣州市熹尚科技設(shè)備有限公司 全國   2019-12-20
警情研判與智能分析系統(tǒng)搬遷 警情研判與智能分析系統(tǒng)重新部署安裝調(diào)試及搬遷|1.00項 1 查看價格 廣州曹易智能科技有限公司 全國   2019-12-30
日志審計與分析系統(tǒng) TopAudit-Log標(biāo)準(zhǔn)版,軟件形態(tài),含日志收集、存儲、查詢、關(guān)聯(lián)分析、統(tǒng)計分析、告警響應(yīng)等功能,含飛天誠信Key(licence介質(zhì)),要求配置200個日志源 ;要求性能:綜合處|1套 1 查看價格 華為技術(shù)有限公司 全國   2019-03-29

作為清潔、永續(xù)的可再生能源，風(fēng)力發(fā)電在我國得到大力發(fā)展。由于風(fēng)能的動態(tài)、隨機性等特點，大容量風(fēng)電注入將對電網(wǎng)的穩(wěn)定運行造成影響。目前我國并網(wǎng)風(fēng)力發(fā)電場規(guī)模越來越大，而且遠離負荷中心，因此，我國風(fēng)電并網(wǎng)給電網(wǎng)帶來的影響尤其嚴(yán)重。變速恒頻雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)已成為我國風(fēng)力發(fā)電的主要形式，其控制復(fù)雜，已有的控制策略復(fù)雜且主要考慮雙饋電機本體，沒有考慮并網(wǎng)后對電力系統(tǒng)的影響等因素，因而給并網(wǎng)分析帶來一定困難。本申請針對變速恒頻雙饋風(fēng)力發(fā)電的特點，結(jié)合傳統(tǒng)電力系統(tǒng)的同步發(fā)電機理論，對雙饋電機風(fēng)電系統(tǒng)進行同步化，并提出了風(fēng)電雙饋電機新的控制方法――幅值頻率控制方法，該方法不需要矢量變換、不需要檢測轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速和位置信號及轉(zhuǎn)子電流信號等，大大簡化了風(fēng)電雙饋電機的控制設(shè)計，提高了風(fēng)電雙饋電機控制系統(tǒng)的可靠性，有助于分析雙饋風(fēng)力發(fā)電的并網(wǎng)運行，對于研究大規(guī)模風(fēng)力發(fā)電接入對電網(wǎng)的影響具有重要的理論指導(dǎo)和應(yīng)用價值。

同步化雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的分析與控制常見問題

  • 風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的成本是多少？

    以1.5MW風(fēng)力發(fā)電機組為例。 1、塔筒的重量為130T到150T，價格多少可以算算，大約在150萬左右。 2、控制系統(tǒng)是被國外廠家控制,大約為50萬3、輪轂和機架是鑄件，大約20T 4、風(fēng)力發(fā)電機組...

  • 風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的成本是多少？

    以1.5MW風(fēng)力發(fā)電機組為例。 1、塔筒的重量為130T到150T，價格多少可以算算，大約在150萬左右。 2、控制系統(tǒng)是被國外廠家控制,大約為50萬3、輪轂和機架是鑄件，大約20T 4、風(fēng)力發(fā)電機組...

  • 家用風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)好用嗎

    不好用，風(fēng)力發(fā)電是對解決缺電地區(qū)用電問題，要建立電站，才能保證電壓電流穩(wěn)定。家用的不可能建電站，電壓電流就不穩(wěn)定了。容易造成電器損壞。

同步化雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的分析與控制文獻

雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的低壓穿越運行與控制 雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的低壓穿越運行與控制

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評分： 4.3

雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的低壓穿越運行與控制 胡家兵 , 賀益康 (浙江大學(xué)電氣工程學(xué)院 , 浙江省杭州市 310027 ) 摘要 : 根據(jù)緊急電網(wǎng)規(guī)程要求 ,風(fēng)電場須具備外部電壓故障下不間斷運行能力 ,即電網(wǎng)故障時風(fēng)電 機組應(yīng)能保持與電網(wǎng)連接并向系統(tǒng)不間斷供電 。由于雙饋感應(yīng)發(fā)電機 (DFIG )勵磁變換器容量有 限 ,電網(wǎng)故障時會產(chǎn)生轉(zhuǎn)子過電流和變換器直流環(huán)節(jié)過電壓 ,須實行保護和控制 。討論了外部電壓 驟降下 DFIG 風(fēng)電系統(tǒng)的低壓穿越控制策略和保護方案 ,并對一臺 115 MW 商用 DFIG 風(fēng)電系統(tǒng) 進行了仿真研究 。結(jié)果表明快速短接保護裝置 (Crowbar )的切除時刻和所用串聯(lián)電阻大小對故障 電網(wǎng)恢復(fù)和變換器保護有較大影響 。配合 Crowbar 而采用串聯(lián)電阻及改進網(wǎng)側(cè)變換器控制策略 的方式 ,可以實現(xiàn) DFIG 成功穿越定子剩余電壓為 15 %的電網(wǎng)驟降故障 ,且無需吸收大

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集成嵌入式儲能的雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)功率控制 集成嵌入式儲能的雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)功率控制

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評分： 4.6

風(fēng)能輸出功率的波動性和間歇性源于原動力風(fēng)的自然特性,其接入系統(tǒng)會給電網(wǎng)穩(wěn)定性和電能質(zhì)量帶來不利的影響。結(jié)合雙饋發(fā)電系統(tǒng)采用背靠背變流器且具有直流母線的特點,提出一種基于嵌入式能量存儲系統(tǒng)抑制風(fēng)電出力波動的控制方法。該儲能系統(tǒng)不僅電氣上可嵌入雙饋系統(tǒng)直流側(cè),而且物理上也可嵌入實際系統(tǒng),其靈活的功率吞吐能力可依據(jù)風(fēng)速變化補償雙饋發(fā)電系統(tǒng)輸入電網(wǎng)的功率波動。設(shè)計了相應(yīng)的控制策略,通過經(jīng)典風(fēng)力四分量模型和電網(wǎng)電壓降落的仿真算例,對集成嵌入式能量存儲的雙饋發(fā)電系統(tǒng)的運行特性進行了仿真。仿真結(jié)果表明,所提出的拓撲結(jié)構(gòu)和功率控制策略能夠很好地改善并網(wǎng)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的電能質(zhì)量和穩(wěn)定性。

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本書主要介紹雙饋感應(yīng)電機風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的建模、仿真與控制技術(shù)。在介紹風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)基本概念及其基本理論的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)地介紹了雙饋感應(yīng)電機風(fēng)力發(fā)電機穩(wěn)態(tài)數(shù)學(xué)模型及其運行、雙饋感應(yīng)電機的動態(tài)數(shù)學(xué)模型、背靠背功率變換器數(shù)學(xué)模型及其控制技術(shù)、雙饋感應(yīng)電機矢量控制技術(shù)以及基于MATLAB/SIMULINK仿真軟件完成的雙饋感應(yīng)電機風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)仿真。

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前言

第一章 緒論

第二章 雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)運行特性分析

第三章 雙饋風(fēng)力發(fā)電機設(shè)計與優(yōu)化

第四章 雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)網(wǎng)側(cè)變換器控制

第五章 雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)轉(zhuǎn)子側(cè)變換器控制

第六章 雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)功率變換器設(shè)計與運行控制 2100433B

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電力電子新技術(shù)系列圖書序言

前言

本書涉及的常用符號表

第1 章　緒論 1

1. 1　風(fēng)能開發(fā)與利用 1

1. 1. 1　能源危機問題 1

1. 1. 2　生態(tài)環(huán)境問題 1

1. 1. 3　風(fēng)能開發(fā)與利用 2

1. 2　風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展 6

1. 2. 1　恒速恒頻風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng) 7

1. 2. 2　變速恒頻風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng) 7

1. 3　雙饋感應(yīng)電機風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)描述 12

1. 3. 1　雙饋感應(yīng)電機風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)接入電網(wǎng)方式 12

1. 3. 2　雙饋感應(yīng)電機風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)功率變換器技術(shù) 14

1. 3. 3　雙饋感應(yīng)電機技術(shù) 18

1. 3. 4　雙饋感應(yīng)電機風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)典型拓撲結(jié)構(gòu)及其優(yōu)點 19

1. 3. 5　雙饋感應(yīng)電機風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)控制技術(shù) 21

1. 4　本書內(nèi)容概述 24

參考文獻 26

第2 章　風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)基本概念及其基礎(chǔ)理論 30

2. 1　風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的基本概念 30

2. 1. 1　風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)基本組成 30

2. 1. 2　風(fēng)輪結(jié)構(gòu) 32

2. 1. 3　風(fēng)輪功率控制 32

2. 2　風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)理論基礎(chǔ) 34

2. 2. 1　風(fēng)能 34

2. 2. 2　貝茲極限 35

2. 2. 3　風(fēng)輪的特性系數(shù) 37

2. 2. 4　Cp λ 曲線 39

2. 2. 5　CT λ 曲線 40

2. 2. 6　風(fēng)輪輸出功率表達式 41

2. 2. 7　風(fēng)輪輸出轉(zhuǎn)矩表達式 43

2. 3　變速風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)功率控制分區(qū) 44

2. 4　變速風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)轉(zhuǎn)速控制分區(qū) 46

2. 4. 1　變速風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)最小和最大轉(zhuǎn)速控制 47

2. 4. 2　變速風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)額定功率控制 48

2. 4. 3　變速風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)最大風(fēng)能跟蹤控制 49

2. 5　小結(jié) 51

參考文獻 52

第3 章　雙饋感應(yīng)電機穩(wěn)態(tài)數(shù)學(xué)模型及其運行 53

3. 1　雙饋感應(yīng)電機的結(jié)構(gòu)及其優(yōu)點 53

3. 2　雙饋感應(yīng)電機基本概念 54

3. 2. 1　雙饋感應(yīng)電機的電磁力 54

3. 2. 2　轉(zhuǎn)速差和轉(zhuǎn)差率概念 55

3. 2. 3　雙饋感應(yīng)電機轉(zhuǎn)子頻率 56

3. 2. 4　雙饋感應(yīng)電機穩(wěn)態(tài)等效電路 57

3. 2. 5　雙饋感應(yīng)電機穩(wěn)態(tài)數(shù)學(xué)模型及其相量圖 62

3. 3　雙饋感應(yīng)電機的穩(wěn)態(tài)運行 66

3. 3. 1　雙饋感應(yīng)電機基本有功功率流動及其平衡關(guān)系 66

3. 3. 2　轉(zhuǎn)子銅耗和轉(zhuǎn)換功率的分解 67

3. 3. 3　雙饋感應(yīng)電機有功功率計算 70

3. 3. 4　雙饋感應(yīng)電機電磁轉(zhuǎn)矩計算 72

3. 3. 5　雙饋感應(yīng)電機無功功率計算 73

3. 3. 6　雙饋感應(yīng)電機有功功率、電磁轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速之間的近似關(guān)系 74

3. 3. 7　雙饋感應(yīng)電機四象限運行 75

3. 3. 8　雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)變速恒頻運行 78

3. 3. 9　雙饋感應(yīng)電機穩(wěn)態(tài)數(shù)學(xué)模型標(biāo)幺值系統(tǒng) 79

3. 4　小結(jié) 82

參考文獻 83

第4 章　雙饋感應(yīng)電機動態(tài)數(shù)學(xué)模型 84

4. 1　三相自然靜止ABC/ abc 坐標(biāo)系下雙饋感應(yīng)電機的數(shù)學(xué)模型 84

4. 2　兩相正交坐標(biāo)系下雙饋感應(yīng)電機數(shù)學(xué)模型 91

4. 2. 1　坐標(biāo)變換 91

4. 2. 2　兩相任意旋轉(zhuǎn)dq0 坐標(biāo)系下的雙饋感應(yīng)電機數(shù)學(xué)模型 93

4. 2. 3　靜止αβ 坐標(biāo)系下的雙饋感應(yīng)電機數(shù)學(xué)模型 100

4. 2. 4　同步旋轉(zhuǎn)xy 坐標(biāo)系下的雙饋感應(yīng)電機數(shù)學(xué)模型 102

4. 3　雙饋感應(yīng)電機在正交坐標(biāo)系下的狀態(tài)方程 104

4. 3. 1　任意旋轉(zhuǎn)dq0 坐標(biāo)系下雙饋感應(yīng)電機狀態(tài)方程 104

4. 3. 2　兩相靜止αβ 坐標(biāo)系下雙饋感應(yīng)電機狀態(tài)方程 106

4. 3. 3　兩相同步xy 坐標(biāo)系下雙饋感應(yīng)電機狀態(tài)方程 107

4. 4　雙饋感應(yīng)電機數(shù)學(xué)模型的空間矢量表征 108

4. 4. 1　空間矢量概念 108

4. 4. 2　三相自然靜止坐標(biāo)系下的雙饋感應(yīng)電機數(shù)學(xué)模型空間矢量表征 109

4. 4. 3　任意旋轉(zhuǎn)兩相dq 坐標(biāo)系下雙饋感應(yīng)電機數(shù)學(xué)模型空間矢量表征 110

4. 5　標(biāo)幺值系統(tǒng)及其轉(zhuǎn)換 112

4. 6　雙饋感應(yīng)電機仿真模型實現(xiàn) 116

4. 7　小結(jié) 118

參考文獻 118

第5 章　背靠背功率變換器數(shù)學(xué)模型及其控制技術(shù) 119

5. 1　交直交電壓型功率變換器基本拓撲及工作原理 119

5. 2　網(wǎng)側(cè)系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)運行 120

5. 3　背靠背功率變換器數(shù)學(xué)模型 123

5. 3. 1　網(wǎng)側(cè)變換器數(shù)學(xué)模型 123

5. 3. 2　網(wǎng)側(cè)濾波器數(shù)學(xué)模型 128

5. 3. 3　轉(zhuǎn)子側(cè)變換器數(shù)學(xué)模型 129

5. 3. 4　直流側(cè)數(shù)學(xué)模型 130

5. 3. 5　背靠背功率變換器仿真模型實現(xiàn) 131

5. 4　功率變換器調(diào)制技術(shù) 133

5. 4. 1　正弦波脈寬調(diào)制技術(shù) 133

5. 4. 2　三次諧波注入的正弦波脈寬調(diào)制技術(shù) 136

5. 4. 3　空間矢量脈寬調(diào)制技術(shù) 140

5. 5　網(wǎng)側(cè)變換器控制技術(shù) 152

5. 5. 1　網(wǎng)側(cè)濾波器兩相正交坐標(biāo)系下數(shù)學(xué)模型 152

5. 5. 2　網(wǎng)側(cè)變換器電網(wǎng)電壓定向矢量控制技術(shù)(VOC) 154

5. 6　小結(jié) 165

參考文獻 165

第6 章　雙饋感應(yīng)電機矢量控制技術(shù) 167

6. 1　矢量控制技術(shù) 167 2100433B

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