交流勵(lì)磁變速風(fēng)電機(jī)組的研究與仿真.pdf

1、廣泛地推廣和發(fā)展風(fēng)力發(fā)電是解決能源危機(jī)的有效途徑。變速風(fēng)力發(fā)電機(jī)組因其可實(shí)現(xiàn)最大風(fēng)能捕獲,已成為并網(wǎng)風(fēng)電機(jī)組的主要形式。本論文以交流勵(lì)磁變速風(fēng)力發(fā)電機(jī)組為研究對(duì)象,對(duì)機(jī)組中包括風(fēng)力機(jī)、交流勵(lì)磁發(fā)電機(jī)、變頻器及風(fēng)電機(jī)組控制策略等組成部分展開研究與討論。 分析了交流勵(lì)磁風(fēng)電機(jī)組變速運(yùn)行的原理及功率平衡方程,從數(shù)學(xué)關(guān)系上論證了交流勵(lì)磁電機(jī)之所以表現(xiàn)出寬調(diào)速范圍及功率解耦控制等新特性,均由交流電機(jī)轉(zhuǎn)子側(cè)勵(lì)磁電源決定的。利用坐標(biāo)變換理論推

2、導(dǎo)了交流勵(lì)磁電機(jī)在三相及兩相坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型,并構(gòu)建了仿真模型。 以風(fēng)力機(jī)能量轉(zhuǎn)換原理為基礎(chǔ),建立了風(fēng)力機(jī)運(yùn)行特性的數(shù)學(xué)模型,以該模型為研究對(duì)象詳細(xì)分析了直流電動(dòng)機(jī)模擬風(fēng)力機(jī)的控制策略及仿真方法,并在Matlab環(huán)境下組建了風(fēng)力機(jī)特性模擬系統(tǒng),利用該系統(tǒng)給出了在不同風(fēng)速下的仿真輸出特性曲線,仿真結(jié)果表明采用PI調(diào)節(jié)的電流閉環(huán)算法的風(fēng)力機(jī)特性模擬方案,具有較高的精確度及較快的動(dòng)態(tài)響應(yīng),可以方便地應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的研

3、究。 對(duì)交流勵(lì)磁電機(jī)轉(zhuǎn)子端勵(lì)磁側(cè)采用交-直-交結(jié)構(gòu)的變頻器進(jìn)行了結(jié)構(gòu)、特性分析與數(shù)學(xué)模型的建立。介紹了SPWM與SVPWM兩種脈寬調(diào)制技術(shù)的原理與設(shè)計(jì)方法,并在Matlab環(huán)境下對(duì)兩種脈寬調(diào)制技術(shù)進(jìn)行了仿真試驗(yàn),并得到了理想的輸出結(jié)果。該脈寬調(diào)制發(fā)生器模型將用于對(duì)勵(lì)磁端變頻器的輸出控制。 并網(wǎng)交流勵(lì)磁變速恒頻風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)存在不同的運(yùn)行區(qū)域,各運(yùn)行區(qū)域?qū)?yīng)的控制方式也有所不同。本文討論了并網(wǎng)交流勵(lì)磁變速恒頻風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的運(yùn)