變速恒頻雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)交流勵(lì)磁控制研究.pdf

1、風(fēng)能是一種可再生綠色能源,在能源日益短缺,環(huán)境污染越來(lái)越嚴(yán)重的今天,開(kāi)發(fā)風(fēng)能已經(jīng)成為解決能源和環(huán)境問(wèn)題的一個(gè)重要選擇,風(fēng)力發(fā)電量在全世界發(fā)電總量中的比重越來(lái)越大。在各種風(fēng)力發(fā)電技術(shù)中,變速恒頻風(fēng)力發(fā)電具有風(fēng)能利用率高的特點(diǎn)使其逐漸成為風(fēng)電技術(shù)的主流,應(yīng)用越來(lái)越廣泛。本文研究了變速恒頻雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)系統(tǒng)的交流勵(lì)磁控制技術(shù),搭建了一套實(shí)驗(yàn)室平臺(tái)對(duì)其進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究。雙饋發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子通過(guò)一個(gè)勵(lì)磁變換器與電網(wǎng)相連,使得變換器的容量降低為發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)差

2、功率,通過(guò)勵(lì)磁變換器控制轉(zhuǎn)子電流的頻率,相位和幅值就能夠?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)的變速恒頻運(yùn)行和功率控制。本文采用了兩電平電壓型雙PWM變換器作為勵(lì)磁變換器,它的主電路簡(jiǎn)單,且性能可靠,通過(guò)控制轉(zhuǎn)子側(cè)變換器為發(fā)電機(jī)提供的勵(lì)磁電流實(shí)現(xiàn)發(fā)電機(jī)并網(wǎng)、有功和無(wú)功解耦控制和最大風(fēng)能追蹤,控制網(wǎng)側(cè)變換器使其單位功率因數(shù)運(yùn)行且提供穩(wěn)定的直流母線電壓。在轉(zhuǎn)子側(cè)變換器的控制研究中,建立和分析了雙饋發(fā)電機(jī)在兩相同步旋轉(zhuǎn)dq坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型,根據(jù)發(fā)電機(jī)的并網(wǎng)條件設(shè)計(jì)了基于

3、電網(wǎng)電壓定向矢量控制的并網(wǎng)控制策略,實(shí)現(xiàn)了發(fā)電機(jī)的軟并網(wǎng),在分析了風(fēng)電機(jī)組最大風(fēng)能追蹤的原理后,討論了發(fā)電機(jī)有功功率和無(wú)功功率參考值的選取,設(shè)計(jì)了以控制發(fā)電機(jī)定子有功功率來(lái)實(shí)現(xiàn)最大風(fēng)能追蹤的有功和無(wú)功解耦控制策略,并運(yùn)用Matlab/Simulink進(jìn)行了仿真研究。在網(wǎng)側(cè)變換器的控制研究中,根據(jù)變換器在dq旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的開(kāi)關(guān)函數(shù)模型,設(shè)計(jì)了基于電網(wǎng)電壓定向矢量控制的雙閉環(huán)控制策略及提高變換器抗干擾能力的控制策略,針對(duì)LCL濾波器的諧振問(wèn)