风力发电机组电网侧变流器控制策略研究
摘 要
随着全球对可再生能源的需求不断增加，风力发电已成为一种广泛使用的可再生能源。其中，风力发电机组中的电网侧变流器起着至关重要的作用，它将风力发电机组产生的电能转换为与电网同步的可用交流电，并将其注入电网。因此，电网侧变流器的控制策略的研究对于提高风力发电的效率、降低成本和保障电网安全稳定运行具有极为重要的意义。本文从电网侧变流器的技术结构、实现原理入手，介绍了传统的控制策略，以及近年来针对电网侧变流器控制的新策略——基于模型预测控制。本文详细描述了基于模型预测控制的电网侧变流器控制策略的实现方法，包括建立电网侧变流器模型、对其进行预测优化以及实时控制等流程。接着，本文介绍了模型预测控制在电网侧变流器中的应用案例，分析了基于模型预测控制的电网侧变流器控制策略的优势与不足。最后，本文探讨了未来电网侧变流器控制的发展方向，包括多源信息融合下的电网侧变流器控制、智能化技术在电网侧变流器的应用以及分布式变流器技术的发展。
关键词：风力发电；变流器；控制
ABSTRACT
With the increasing global demand for renewable energy, wind power has become a widely used renewable energy source. Among them, the grid side converter in wind turbines plays a crucial role, converting the electrical energy generated by wind turbines into usable AC power synchronized with the grid and injecting it into the grid. Therefore, the study of control strategies for grid side converters is of great significance for improving the efficiency of wind power generation, reducing costs, and ensuring the safe and stable operation of the power grid. This article starts with the technical structure and implementation principle of grid side converters, introduces traditional control strategies, as well as a new strategy for grid side converter control in recent years - model based predictive control. This article provides a detailed desc ription of the implementation method of a grid side converter control strategy based on model predictive control, including the establishment of a grid side converter model, prediction optimization, and real-time control processes. Next, this article introduces the application case of model predictive control in grid side converters, and analyzes the advantages and disadvantages of grid side converter control strategies based on model predictive control. Finally, this article explores the development direction of future grid side converter control, including grid side converter control under multi-source information fusion, the application of intelligent technology in grid side converters, and the development of distributed converter technology.
Key words Wind power generation; Converter; control
目 录
摘 要 I
ABSTRACT II
引 言 1
1 风力发电中的电网侧变流器技术 2
1.1 电网侧变流器的结构介绍 2
1.2 电网侧变流器的实现原理 2
1.2.1 实现原理 2
1.2.2 控制策略的优化方法 3
2 电网侧变流器在风力发电系统中的控制策略 4
2.1 传统的控制策略介绍 4
2.2 基于模型预测控制的新控制策略 4
2.3 基于模型预测控制的电网侧变流器控制策略实现方法 5
3 模型预测控制在电网侧变流器的应用 7
3.1 模型预测控制的基本原理 7
3.1.1 模型预测控制的基本原理 7
3.1.2 模型预测控制在电网侧变流器的应用 7
3.2 模型预测控制在电网侧变流器中的应用案例 7
4 模型预测控制在电网侧变流器中的应用效果总结 9
4.1 基于模型预测控制的电网侧变流器控制策略实现方法 9
4.2 模型预测控制在电力系统中的应用案例 9
4.3 模型预测控制在电网侧变流器控制中的优势与不足 10
5 未来电网侧变流器控制的发展方向 11
5.1 多源信息融合下的电网侧变流器控制 11
5.2 智能化技术在电网侧变流器的应用 11
5.3 分布式变流器技术的发展 12
结 论 13
参考文献 14
致 谢 15
摘 要
随着全球对可再生能源的需求不断增加，风力发电已成为一种广泛使用的可再生能源。其中，风力发电机组中的电网侧变流器起着至关重要的作用，它将风力发电机组产生的电能转换为与电网同步的可用交流电，并将其注入电网。因此，电网侧变流器的控制策略的研究对于提高风力发电的效率、降低成本和保障电网安全稳定运行具有极为重要的意义。本文从电网侧变流器的技术结构、实现原理入手，介绍了传统的控制策略，以及近年来针对电网侧变流器控制的新策略——基于模型预测控制。本文详细描述了基于模型预测控制的电网侧变流器控制策略的实现方法，包括建立电网侧变流器模型、对其进行预测优化以及实时控制等流程。接着，本文介绍了模型预测控制在电网侧变流器中的应用案例，分析了基于模型预测控制的电网侧变流器控制策略的优势与不足。最后，本文探讨了未来电网侧变流器控制的发展方向，包括多源信息融合下的电网侧变流器控制、智能化技术在电网侧变流器的应用以及分布式变流器技术的发展。
关键词：风力发电；变流器；控制
ABSTRACT
With the increasing global demand for renewable energy, wind power has become a widely used renewable energy source. Among them, the grid side converter in wind turbines plays a crucial role, converting the electrical energy generated by wind turbines into usable AC power synchronized with the grid and injecting it into the grid. Therefore, the study of control strategies for grid side converters is of great significance for improving the efficiency of wind power generation, reducing costs, and ensuring the safe and stable operation of the power grid. This article starts with the technical structure and implementation principle of grid side converters, introduces traditional control strategies, as well as a new strategy for grid side converter control in recent years - model based predictive control. This article provides a detailed desc ription of the implementation method of a grid side converter control strategy based on model predictive control, including the establishment of a grid side converter model, prediction optimization, and real-time control processes. Next, this article introduces the application case of model predictive control in grid side converters, and analyzes the advantages and disadvantages of grid side converter control strategies based on model predictive control. Finally, this article explores the development direction of future grid side converter control, including grid side converter control under multi-source information fusion, the application of intelligent technology in grid side converters, and the development of distributed converter technology.
Key words Wind power generation; Converter; control
目 录
摘 要 I
ABSTRACT II
引 言 1
1 风力发电中的电网侧变流器技术 2
1.1 电网侧变流器的结构介绍 2
1.2 电网侧变流器的实现原理 2
1.2.1 实现原理 2
1.2.2 控制策略的优化方法 3
2 电网侧变流器在风力发电系统中的控制策略 4
2.1 传统的控制策略介绍 4
2.2 基于模型预测控制的新控制策略 4
2.3 基于模型预测控制的电网侧变流器控制策略实现方法 5
3 模型预测控制在电网侧变流器的应用 7
3.1 模型预测控制的基本原理 7
3.1.1 模型预测控制的基本原理 7
3.1.2 模型预测控制在电网侧变流器的应用 7
3.2 模型预测控制在电网侧变流器中的应用案例 7
4 模型预测控制在电网侧变流器中的应用效果总结 9
4.1 基于模型预测控制的电网侧变流器控制策略实现方法 9
4.2 模型预测控制在电力系统中的应用案例 9
4.3 模型预测控制在电网侧变流器控制中的优势与不足 10
5 未来电网侧变流器控制的发展方向 11
5.1 多源信息融合下的电网侧变流器控制 11
5.2 智能化技术在电网侧变流器的应用 11
5.3 分布式变流器技术的发展 12
结 论 13
参考文献 14
致 谢 15
