雙級(jí)矩陣變換器勵(lì)磁的變速恒頻雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)研究.pdf

1、變速恒頻(VSCF)發(fā)電在風(fēng)電領(lǐng)域凸現(xiàn)出了顯著的優(yōu)勢(shì)及廣闊的應(yīng)用前景。在變速恒頻雙饋(VSCF-DFIG)風(fēng)電系統(tǒng)中，交流勵(lì)磁電源及其控制策略是實(shí)現(xiàn)雙饋異步發(fā)電機(jī)(DFIG)輸出有功和無功功率解耦、提高系統(tǒng)運(yùn)行效率的關(guān)鍵。雙級(jí)矩陣變換器(TSMC)不僅具有常規(guī)矩陣變換器(CMC)的所有優(yōu)點(diǎn)，而且克服了CMC換流控制復(fù)雜、箝位電路龐大等不足，并且相比于傳統(tǒng)交-直-交PWM變換器，更具有直流側(cè)無儲(chǔ)能電容、功率密度和效率高、體積和壽命長等優(yōu)點(diǎn)

2、，是一種更適合作為VSCF-DFIG勵(lì)磁電源的新型四象限變換器。
　　 本文介紹了DFIG變速恒頻運(yùn)行原理，推導(dǎo)了DFIG數(shù)學(xué)模型，并對(duì)TSMC拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、調(diào)制策略進(jìn)行了分析。在此研究基礎(chǔ)上，將TSMC作為DFIG勵(lì)磁電源，并對(duì)兩者結(jié)合后系統(tǒng)的控制策略--定子磁場(chǎng)定向矢量控制展開研究，推導(dǎo)了矢量控制表達(dá)式，給出了系統(tǒng)空載并網(wǎng)控制理論依據(jù)，設(shè)計(jì)了功率外環(huán)，電流內(nèi)環(huán)的控制方案，實(shí)現(xiàn)了有功及無功功率的獨(dú)立控制。
　　 在上述分析

3、的基礎(chǔ)上，建立了TSMC勵(lì)磁的雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)仿真模型。搭建了以DSP+CPLD為控制核心的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，研究了包括功率器件、驅(qū)動(dòng)電路和采樣及過零檢測(cè)電路各部分工作原理或參數(shù)選取原則，設(shè)計(jì)了系統(tǒng)軟件，進(jìn)行了軟硬件聯(lián)調(diào)。并最終完成了TSMC勵(lì)磁的雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)控制策略的仿真和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。
　　 仿真和實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，TSMC勵(lì)磁的雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)在亞同步、同步和超同步三種狀態(tài)下均能實(shí)現(xiàn)安全并網(wǎng)發(fā)電，且輸出電能質(zhì)量高，系統(tǒng)具有