雙饋異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制的研究.pdf

1、隨著煤和石油等傳統(tǒng)化石能源的瀕臨枯竭，環(huán)境污染問題日益嚴(yán)重，可再生清潔能源成為可持續(xù)發(fā)展重要支撐，風(fēng)能作為可再生的清潔能源之一，在發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域中具有極大的發(fā)展?jié)摿?。?dāng)前風(fēng)力發(fā)電機(jī)組類型中，永磁直驅(qū)式和雙饋異步式占據(jù)市場的份額越來越大，我國新增的大型風(fēng)電機(jī)組中，絕大部分為雙饋異步式。但由于雙饋異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)勵(lì)磁變換器容量小，對整個(gè)雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的控制能力弱，故其變換器的穩(wěn)定性控制策略占據(jù)著至關(guān)重要的地位。目前國內(nèi)外，矢量控制技術(shù)在雙饋風(fēng)

2、力發(fā)電機(jī)中的應(yīng)用已趨成熟，但其控制響應(yīng)過慢，且控制過程相對復(fù)雜。專家們希望通過更為簡單的控制策略，實(shí)現(xiàn)對雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)的運(yùn)行控制，而首選當(dāng)然是目前研究較多的直接轉(zhuǎn)矩控制。直接轉(zhuǎn)矩控制主要思想是對發(fā)電機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩和磁鏈進(jìn)行控制，控制過程簡單，響應(yīng)較快。但目前直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)仍存在不足，研究尚未成熟。本文針對雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)進(jìn)行研究，希望對雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)的未來的控制技術(shù)發(fā)展的應(yīng)用能有所幫助。
　　首先，概要介紹了風(fēng)力發(fā)電的

3、發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢；介紹了當(dāng)前主流的雙饋風(fēng)電變換器控制方法；總結(jié)了國內(nèi)外直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)的研究現(xiàn)狀及目前直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)中存在的不足。
　　其次，通過了解空氣動(dòng)力學(xué)基本原理相關(guān)知識(shí)和雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)，建立了三相靜止坐標(biāo)系下和兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系的雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)數(shù)學(xué)模型。
　　再次，深入分析雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)傳統(tǒng)的直接轉(zhuǎn)矩控制原理，在總結(jié)當(dāng)前直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)中存在的不足之上，提出了一種新型電壓幅值和相角估算的直接轉(zhuǎn)矩控制方法。該新型方法通

4、過磁鏈和轉(zhuǎn)矩誤差估算出參考轉(zhuǎn)子電壓及轉(zhuǎn)子電壓相角，送入SVPWM單元進(jìn)行開關(guān)信號調(diào)制，將調(diào)制信號送入轉(zhuǎn)子側(cè)逆變器，實(shí)現(xiàn)對發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子側(cè)的運(yùn)行控制。
　　最后，在Simulink平臺(tái)下對傳統(tǒng)和新型直接轉(zhuǎn)矩控制方法進(jìn)行仿真比較，仿真結(jié)果表明，新型直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)雖在低速運(yùn)行時(shí)的控制效果仍然不理想，但其在額定風(fēng)速附近、額定風(fēng)速以上風(fēng)速變化情況下和電網(wǎng)故障條件下，降低了風(fēng)電系統(tǒng)調(diào)節(jié)時(shí)間；并避免了傳統(tǒng)直接轉(zhuǎn)矩控制中變換器開關(guān)頻率不固定的不足。