双馈风力发电系统低电压穿越控制策略开题报告

1. 研究目的与意义

本课题的现状及发展趋势：

随着全球工业化的快速发展，能源危机和环境污染严重已经成了人类生存和发展所要解决的紧迫问题，全球各国都致力于可再生能源的开发和利用，风力发电技术因此受到各国青睐。

风力发电的历史可以追溯到十九世纪末，丹麦人首先研制了风力发电机。率先在丹麦建成了世界第一座风力发电站。风电发电在解决发展中国家用电方面起到了重要的作用，特别是在二十世纪七十年代以后利用风力发电更进入了一个蓬勃发展的阶段，在世界不同地区建立了许多大中型的风电场。进入本世纪以来，风能的开发利用规模不断扩大，技术也在不断进步，成本显著降低，呈现出良好的发展前景。截至2021年，11月14日，我国风电装机并网容量已经突破三亿千瓦大关，比较2016年底实现翻一番，连续12年稳居世界第一。风能逐渐成为世界能源供应的支柱之一，成为人类社会可持续发展的主要动力源。

2. 研究内容和问题

基本内容：

研究如何提高双馈风力发电系统的低电压穿越能力，方法主要有两种，分别是软件和硬件的控制方法。通过计算电网跌落情况下的转子故障电流，研究一种高性能的低电压穿越控制方式。软件适用于电网电压轻度跌落的情况；若电网电压出现大值跌落，需要采用crowbar硬件电路，实现双馈风力发电系统的低电压穿越，同时电机也会吸收无功功率。增加crowbar电阻值，也会加快转子电流衰减速度，减小无功功率的吸收，提高低电压穿越能力。运用matlab语言设计和验证系统，完成仿真验证。

预计解决的难题：

3. 设计方案和技术路线

研究方法：

通过建立双馈风力发电机的模型，根据电力系统对低电压穿越能力的要求，通过电网跌落时双馈风力发电机的定子、转子磁链表达式，计算转子的电压、电流数值，确保在安全的运行范围内。通过转子侧变换器的励磁控制，实现电网故障情况下的低电压穿越，确保双馈风力发电系统稳定运行，提高系统的稳定性和安全性。运用matlab仿真软件，完成电网故障情况下双馈风力发电系统的仿真建模与验证。

技术路线：

4. 研究的条件和基础

研究工作条件和基础：

1. 学习和掌握双馈风力发电系统低电压穿越控制策略理论；

2. 掌握matlab仿真软件的应用知识；