雙饋型變速恒頻風(fēng)力發(fā)電機轉(zhuǎn)子側(cè)變流器控制技術(shù)研究.pdf

1、在能源短缺和環(huán)境污染日益嚴重的今天，作為可再生綠色能源的風(fēng)能的開發(fā)利用具有十分重要的意義。對此，世界各國普遍重視并競相大力發(fā)展，技術(shù)上推陳出新。隨著風(fēng)力發(fā)電機組容量的不斷增大，提高運行效率、最大程度地利用風(fēng)能已經(jīng)成為風(fēng)力發(fā)電技術(shù)研究的重要內(nèi)容?？蓪崿F(xiàn)最大風(fēng)能追蹤的變速恒頻風(fēng)力發(fā)電技術(shù)也就稱為研究的熱點。
　　本文以交流勵磁變速恒頻風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的運行與控制為主題，進行了從理論到實踐、從仿真到實驗的全面、深入的研究。對DFIG(雙饋型

2、異步發(fā)電機)的運行理論、DFIG有功、無功功率解耦控制及并網(wǎng)控制、LVRT（低電壓穿越技術(shù)）特性等方面進行了細致的研究，獲得了一些重要結(jié)論和具有一定創(chuàng)新意義的成果。
　　本文首先對DFIG的運行理論進行了分析，對DFIG數(shù)學(xué)模型、坐標變換、運行特性及功率關(guān)系進行了理論推導(dǎo)，為全文的研究奠定了理論基礎(chǔ)。
　　其次，在DFIG數(shù)學(xué)模型基礎(chǔ)上，詳細推導(dǎo)了幾種常見的矢量控制方法，還推導(dǎo)了在電網(wǎng)電壓故障時地控制策略及對定子磁場角度補償

3、的理論。
　　最后，在分析了現(xiàn)有風(fēng)力發(fā)電機并網(wǎng)技術(shù)的基礎(chǔ)上，探討了交流勵磁變速恒頻風(fēng)力發(fā)電機的并網(wǎng)控制，建立了基于磁場定向矢量控制、不受轉(zhuǎn)速變化影響的空載和負載兩種“柔性”并網(wǎng)控制方案，同時考慮了定子電流動態(tài)性能的要求，進一步提高了向電網(wǎng)輸入電能的質(zhì)量和低電壓穿越能力。
　　仿真研究中，在建立了風(fēng)力機和DFIG仿真模型的基礎(chǔ)上，構(gòu)建了完整的交流勵磁變速恒頻風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)仿真模型，它通過并網(wǎng)和發(fā)電兩個子系統(tǒng)的“分時工作”，實現(xiàn)了

4、從P、Q解耦控制到發(fā)電機并網(wǎng)控制的全過程運行仿真。
　　實驗研究中，本文設(shè)計并構(gòu)建了一套完整的1650KW交流勵磁變速恒頻風(fēng)力發(fā)電實驗系統(tǒng)，整個實驗系統(tǒng)主電路部分包括由雙PWM型變換器構(gòu)成的控制柜即變流器控制柜、兩臺雙饋型發(fā)電機、兩套整機控制柜、一臺輔助90KW異步電動機等設(shè)備;其中整機控制柜有一個與變流器通訊的操作面板完成人機接口等功能。完成了有功、無功功率解耦控制、最大風(fēng)能追蹤控制、空載并網(wǎng)控制、等實驗內(nèi)容。豐富、詳實的仿真及