Sähköverkon estimoinnin vaikutus täystehotuuliturbiinin verkkosuuntaajan toimintaan sähköverkon häiriötilanteissa

Abstract

Tämän diplomityön tavoitteena on tutkia sähköverkon jännitteen estimoinnin vaikutusta täystehotuuliturbiinin verkkosuuntaajan toimintaan sähköverkon häiriötilanteiden aikana. Jännite-estimaattorin on kyettävä luotettavasti estimoimaan sähköverkon jännitettä, jotta verkkosuuntaaja voi toteuttaa verkkomääräysten vaatimukset verkon häiriöiden aikana. Työssä tutkitaan erityisesti, kuinka jännitteen estimointi vaikuttaa verkkosuuntaajan toimintaan sähköverkon symmetrisissä ja epäsymmetrisissä jännitekuopissa. Työssä tutkittaviksi estimointimenetelmiksi on valittu SRF-PLL, DDSF-PLL, DSOGI-PLL ja DSOGI-FLL, joiden vaikutuksia verkkosuuntaajan toimintaan tutkitaan. Työssä johdetaan verkkosuuntaajan malli sekä esitellään verkkosuuntaajan säätö. Mallin pohjalta luodaan simulointimalli, jonka avulla simuloidaan eri estimointitapojen vaikutuksia verkkosuuntaajajärjestelmään. Simulointituloksien avulla saadaan suuntaa antavia päätelmiä siitä, kuinka hyvin estimaattorit soveltuvat tuuliturbiinisovellukseen erilaisissa sähköverkon häiriötilanteissa.

This master's thesis investigates the effects of the grid voltage estimation on the grid side converter of a full-power wind turbine in the event of grid disturbances. This thesis focuses on how the grid voltage estimation affects the functionality of full scale converter during symmetrical and unsymmetrical voltage dips. The estimation methods that are being investigated in this thesis are SRF-PLL, DDSR-PLL, DSOGI-PLL and DSOGI-FLL. The functionality of different grid voltage estimators is investigated through simulation model that is derived from the model of grid side converter and different grid voltage estimators, both of which are being theoretically inspected in this thesis. From the simulation results can be concluded which estimation methods are most suitable for full scale converter wind turbines.