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第1章 绪论1

1.1 课题研究的背景和意义1

1.2 我国风电发展存在的几个关键问题2

1.3 双馈式风电机组的组成4

1.4 双馈式风电机组并网运行的研究内容和关键技术6

1.4.1 双馈式风电机组并网控制技术研究现状6

1.4.2 双馈式风电机组的建模12

1.4.3 双馈感应发电机并网的暂态稳定性和低电压穿越能力12

1.4.4 双馈式风力发电的网源协调技术13

1.5 本书的主要工作14

第2章 双馈式风力发电机组的数学模型及运行特性分析15

2.1 引言15

2.2 双馈风力发电机组的组成及运行原理15

2.2.1 双馈风力发电机组的组成15

2.2.2 双馈风力发电机的运行原理16

2.3 风速数学模型17

2.4 风力机数学模型19

2.5 机械传动轴系模型21

2.5.1 三质量块数学模型21

2.5.2 二质量块数学模型22

2.5.3 一质量块数学模型23

2.6 dq坐标系下的双馈电机数学模型24

2.7 dq坐标系下双馈电机的简化数学模型26

2.8 本章小结28

第3章 双馈风力发电机组并网的滑模变结构励磁控制29

3.1 引言29

3.2 滑模变结构控制基本知识30

3.2.1 滑模可达性条件30

3.2.2 滑动模态的不变性32

3.2.3 滑模变结构控制系统设计33

3.3 双馈风力发电机组并网的滑模变结构励磁控制36

3.3.1 双馈风力发电机空载并网控制策略分析37

3.3.2 双馈风力发电机并网的空载运行状态分析37

3.3.3 双馈风力发电机并网发电运行状态分析39

3.4 双馈风力发电机空载并网的终端滑模励磁控制器设计42

3.4.1 滑动模态对干扰和参数摄动的不变性条件分析42

3.4.2 双馈风力发电机空载并网励磁电流终端滑模控制器设计43

3.4.3 双馈风力发电机空载并网自适应终端滑模控制器设计46

3.5 双馈风力发电机组空载并网控制算例仿真49

3.5.1 双馈风力发电机理想空载运行仿真分析51

3.5.2 广义扰动下双馈风力发电机空载运行仿真分析53

3.5.3 双馈风力发电机空载并网全过程仿真分析54

3.6 本章小结56

第4章 DFIG风电场并网对系统暂态稳定性的影响及控制策略58

4.1 双馈风力发电系统和电网的交互58

4.1.1 双馈风力发电系统和电网的功角及特性59

4.1.2 DFIG和同步电机的功角及输出功率动态仿真分析61

4.1.3 动模试验分析63

4.2 DFIG功角的动态特性对电网的影响66

4.3 电网故障对DFIG动态特性的影响70

4.4 DFIG并网运行的控制策略72

4.4.1 DFIG并网运行控制机理分析72

4.4.2 转子磁链控制策略设计73

4.4.3 DFIG和SG并列运行时转子磁链的终端滑模控制器设计74

4.4.4 DFIG和SG并列运行时桨距角附加控制策略设计79

4.5 DFIG磁链与桨距角联合优化控制算例分析79

4.6 本章小结83

第5章 风电场与轻型直流输电并网控制84

5.1 概述84

5.2 新型多端直流输电系统84

5.2.1 VSC-MTDC的接线方式84

5.2.2 VSC-MTDC的控制原则85

5.2.3 多端直流输电系统结构85

5.3 VSC-MTDC系统上层控制87

5.4 风电场通过VSC-MTDC并网控制策略89

5.4.1 风电场通过VSC-MTDC并网结构分析89

5.4.2 VSC-MTDC系统的风电场并网控制分析89

5.4.3 VSC-MTDC与风电场协调控制策略91

5.5 仿真分析91

5.6 小结93

参考文献94