變速恒頻雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的控制研究.pdf

1、風(fēng)能是一種清潔無污染的新能源，其發(fā)展技術(shù)較成熟，最適合規(guī)?；_發(fā)。從國內(nèi)外風(fēng)力發(fā)電現(xiàn)狀和前景看，風(fēng)力發(fā)電的裝機(jī)和發(fā)電容量越來越大，風(fēng)力發(fā)電正朝著單機(jī)容量增加、海上風(fēng)力發(fā)電、風(fēng)電場總線監(jiān)控、低電壓穿越等新技術(shù)發(fā)展，其控制技術(shù)經(jīng)歷了從定槳距到變槳距，恒速恒頻到變速恒頻的發(fā)展變化。隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展和傳統(tǒng)控制方法暴露出來的問題，近幾年其變換器的新控制方法，也得到了一定的應(yīng)用，包括滑模變結(jié)構(gòu)、智能控制、逆系統(tǒng)控制方法等。
　　 本文

2、首先分析了雙饋感應(yīng)電機(jī)(Double-fedInductionGeneration，DFIG)的數(shù)學(xué)模型，通過DFIG對勵(lì)磁變換器的要求，將交-交變換器，矩陣式交-交變換器、雙PWM變換器進(jìn)行了對比研究，確定采用雙PWM勵(lì)磁變換器。然后研究了DFIG實(shí)現(xiàn)變速恒頻的工作原理，以及在不同工況下的能量流動(dòng)。
　　 針對系統(tǒng)參數(shù)變化時(shí)，電網(wǎng)電壓定向矢量控制的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性的不足，在研究網(wǎng)側(cè)變換器的數(shù)學(xué)模型基礎(chǔ)上，通過對逆系統(tǒng)和滑模變結(jié)構(gòu)基本

3、原理的分析，本文提出了基于逆系統(tǒng)方法的電流內(nèi)環(huán)和滑模變結(jié)構(gòu)的電壓外環(huán)控制的數(shù)學(xué)模型，通過Matlab/simulink對兩種控制方式在正常運(yùn)行、負(fù)載變化、電壓跌落時(shí)的仿真波形進(jìn)行了對比，仿真結(jié)果及實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了本方法的可行性和優(yōu)越性。對于變換器PWM的調(diào)制采用電壓空間矢量，并研究了DSP的實(shí)現(xiàn)方法。
　　 接著介紹了風(fēng)力機(jī)的工作原理和運(yùn)行特性，研究了最大風(fēng)能捕獲原理。在DFIG的數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上，提出了基于定子磁鏈定向的矢量控制

4、，確定了以功率外環(huán)和電流電壓內(nèi)環(huán)控制的機(jī)側(cè)變換器控制結(jié)構(gòu)，通過仿真實(shí)現(xiàn)了有功功率、無功功率的解耦和最大風(fēng)能捕獲。在電網(wǎng)電壓不平衡時(shí)，傳統(tǒng)定子磁鏈定向矢量控制會(huì)出現(xiàn)定子側(cè)有功功率、無功功率和電磁轉(zhuǎn)矩的2倍頻脈動(dòng)，為此本文提出了在定子電壓定向電機(jī)模型下的雙dq，PI電流控制，能夠消除其2倍頻脈動(dòng)，仿真結(jié)果驗(yàn)證了本方法的可行性。
　　 最后構(gòu)建了以單DSP控制雙PWM變換器為核心，西門子直流調(diào)速器控制直流電機(jī)模擬風(fēng)速、PLC控制主電路