风力发电低电压穿越的仿真研究开题报告

1. 研究目的与意义

随着全球能源危机和环境污染的加剧，风能、光伏发电等可再生清洁能源己经日益引起人们的广泛关注。

然而，就大功率并网和技术成本而言，风力发电无疑是目前技术最成熟、最具有规模化开发条件和商业化发展前景的发电方式之一。

随着风电场的大规模并网，其在电力系统中的比重也不断上升，对系统的影响也逐步加大。

2. 课题关键问题和重难点

关键问题：（1）针对风机在电网电压跌落时的特点，设计出对应方案（2）永磁直驱变速恒频风力发电机的模型建立（3）永磁直驱变速恒频风力发电机的lvrt控制策略（4）对仿真结果的分析与改进难点：（1）要求风电场内的风电机组具有在并网点电压跌至20%额定电压时能够保证不脱网连续运行625ms的能力；（2）要求风电场并网点电压在发生跌落后2s内能够恢复到额定电压的90%时，风电场内的风电机组能够保证不脱网连续运行。

（3）lvrt的实现对穿越设备也有很多要求，在每一种风力发电技术中，lvrt的实现将需要对系统设计进行不同的修改。

根据实际行驶所需的特性，各种方法可能适用，也可能不适用。

3. 国内外研究现状（文献综述）

因为风力发电本身具有环境效益好、可再生、基建周期短、装机规模灵活等优点日益受到世界各国重视，我国国家电网公司也于2009年制定了相应企业标准《q／gdw392－2009风电场接入电网技术规定》，要求并网风力发电机要具有低电压穿越（lvrt）能力[1]。

所谓低电压穿越就是指。

低电压穿越能力是指当电网发生故障或者由于扰动而引起的风电场并网点的电压跌落时，风电机组能够不脱网，继续向电网输送功率，在故障切除之后发电机组能够迅速恢复运行[2] 。

4. 研究方案

首先了解永磁直驱变速恒频风力发电的研究现状，LVRT存在的主要问题和国内外的解决方法；然后常用LVRT优缺点的分析、比较和选择；进而对LVRT的设计；之后控制策略的分析、比较和选择；再用MATLAB软件下的Simulink学习；最后使用计算机仿真。

5. 工作计划

第1周：研读和查阅直驱永磁同步风电系统的具体发电情况，初步构建dfig的发电示意图第2周：对dfig-based wind英文资料的研究与翻译，了解其他国家成熟的lvrt方案。

第3周：完成风力发电低电压穿越的开题报告，总结并阐述两周的研读内容。

第4周：对具体crowbar电网中的故障电压跌落情况经行分析第5周：描述系统中低电压对风电影响和低电压穿越要求第6周：调查并对目前主要风电机组低电压穿越的分析比较第7周：对lvrt下拓扑和控制的分析、比较和选择第8周：单独针对某种故障去具体分析并设计其lvrt下的crowbar电路第9周：建立crowbar电路下的lvrt情况仿真模型第10周：开始多次仿真实验记录数据并绘制图像第11周：整理仿真数据，对比理论进行实际数据分析第12周：整理全部材料，撰写论文第13周：撰写论文第14周：修改论文，论文答辩