论文部分内容阅读
风力发电的发展使风电对电网的影响越来越大。当电网出现故障后，若无良好的应对措施，风电场将大面积脱网，加剧电网故障，严重时电网解列。直驱永磁同步发电机（Direct-Drive Pernmanent Magnet Synchronous Generator,D-PMSG)已是主流的风力发电机之一，其中，低电压穿越(Low Voltge Ride Through,LVRT)技术是风力发电机的必备技术指标。储能是新能源发电的重要环节，超导磁储能(Superconducting Maggnetic EnergyStorage,SMES)由于其可无限扩容及极低损耗的特性，受到越来越多的关注。 本文以D-PMSG及SMES为研究对象，分析各模块的工作原理及作用，建立相应数学模型，分析低电压穿越现状，采用SMES分流辅助实现LVRT。 分折D-PMSG与SMES各模块的控制策略。机侧变流器实现最大功率跟踪及最大风能捕获；同侧变流器采用电压，电流双闭环控制，电流内环控制网侧变流器输出电流，电压外环稳定直流母线电压；四象限电压源型变流器（Voltage Source Converter VSC)来用PQ控制，实现有功无功的独立控制；提出功率前馈加功率补偿控制，实现斩波器功率跟踪以及直流母线电压稳定。 从能量角度分析当电网电压趺落时的功率流向，以及功率对直流母线电压的影响，详细分析LVRT的本质，即网侧变流器与机侧变流器功率失衡产生功率差。采用直流母线并联的结构拓扑，为风力发电机提供分流通路。根据LVRT标准分析确定D-PMSG与SMES各模块的运行模式，并在MATLAB/simulink中搭建模型仿真验证，仿真结果验证在电网电压跌落后，SMES辅助D-PMSG安全并网运行，实现LVRT。