變速恒頻雙饋風力發(fā)電機控制策略研究.pdf

1、目前，人類面臨著能源和環(huán)境兩大迫在眉睫的問題，因此利用可再生、綠色環(huán)保的能源，如風能、水能和太陽能等作為重要的清潔替代能源，對于緩解近年來的問題具有重大意義，日益受到人們的重視。而風能獨特的優(yōu)點倍受各國學者關注，風力發(fā)電技術已成為競相研究的熱點。風力發(fā)電系統(tǒng)的控制問題研究成了熱門課題。 本文首先分析了當今世界各國風力發(fā)電的發(fā)展現(xiàn)況，介紹了我國的風力發(fā)電事業(yè)現(xiàn)狀，在此基礎上指出了本課題研究內容和工作的意義。研究了以雙饋異步發(fā)電機構

2、成的風力發(fā)電系統(tǒng)，利用變速恒頻控制提高風能的利用率，具有獨立的有功、無功功率調節(jié)能力，并可以改善電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。 其次，詳細分析了風能系統(tǒng)和雙饋發(fā)電機的運行原理與特性，推導了其基于坐標變換的動態(tài)數(shù)學模型，為本文的研究奠定了理論基礎。基于定子磁鏈定向矢量控制策略，構建了雙饋異步發(fā)電機的矢量控制系統(tǒng)，設計其中的電流環(huán)和轉速環(huán)的PI調節(jié)器，實現(xiàn)了轉子勵磁電壓、電流和功率的解耦關系。 再而，研究了變速恒頻風力發(fā)電系統(tǒng)的勵磁控制

3、，采用雙PWM變換器可使轉子勵磁電源的輸入輸出特性更好，諧波更小和實現(xiàn)能量的雙向傳輸。分析了SVPWM的原理算法和網(wǎng)側PWM變換器的數(shù)學模型，設計了基于電網(wǎng)電壓矢量定向控制技術的網(wǎng)側變換器的控制策略，實現(xiàn)網(wǎng)側變換器交流側功率因數(shù)調節(jié)和直流母線的電壓控制。 最后，基于MATLAB/SIMULINK平臺，建立了雙饋異步發(fā)電機控制仿真模型和網(wǎng)側PWM變換器仿真模型。仿真結果表明，雙饋發(fā)電機控制系統(tǒng)具有良好的動態(tài)控制性能；網(wǎng)側PWM變換