论文部分内容阅读
随着电气化铁路的快速发展特别是高速大功率电力机车的大量应用,电铁对电网及风电场的影响愈渐严峻,风机跳闸停机、无法并网等问题不容忽视。本文以抑制电铁负序对双馈风机并网影响及完善双馈风机控制策略为主要研究内容,展开以下研究工作:本文首先针对冀北电铁与风电交互影响现状,研究电铁对电网及风电影响机理,从电铁负载产生的负序在电网中传播规律、负序影响因素以及负序对风电运行影响关键因素三方面进行分析研究。电铁注入电网的负序传播系数随距离的增大而减小,随电铁负载等效阻抗的增大而增大,且受并联负载分流影响即并联支路越多,电铁负序传播系数越小;电网中影响负序传播的因素主要包括线路阻抗、线路电容及变压器参数;影响负序对风电场作用强度的关键因素主要包括风电场距离牵引站的电气距离、风电机组出力水平。为了提高风电机组抑制负序能力,提出了减小电铁电能质量问题对风电场影响的措施。首先,对双馈风机的常规控制进行研究,分析了风机常规控制存在的问题;接着以常规电网电压环境下的DFIG模型为基础,考虑负序参数影响,进一步分析在电网电压不平衡环境下的DFIG模型以及存在的控制问题。研究内模机理,提出适用于电网不平衡环境下的DFIG控制的无静差重复控制策略。为实现无静差重复控制在风电控制方面的现实可操作性,设计变流器控制器,以TI公司的单精度浮点型DSP TMS320C28346处理器为核心控制器,结合CPLD提高了系统的稳定性与实时性,并完成硬件。最后,进行电铁-风电交互系统设计和硬件在环测试,验证无静差重复控制策略的有效性。基于RT-LAB建立根据张唐铁路影响下的骆驼沟风电场实际状况,建立2MW双馈风机并网仿真模型。结合设计的基于TMS320C28346的变流器控制器,实现2MW双馈变流器硬件在环仿真,测试无静差重复控制策略在抑制负序方面的效果。结果表明,无静差重复控制策略在抑制负序方面有效。并作不平衡电网环境下风机并网实验,实验结果可知,无静差控制策略有效且控制器设计合理可以推广。