變速恒頻風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的運(yùn)行仿真及諧波特性研究.pdf

1、風(fēng)能作為一種清潔可再生的綠色能源能夠有效地解決全球能源短缺和自然環(huán)境污染等問(wèn)題,與其相關(guān)的風(fēng)力發(fā)電技術(shù)研究越來(lái)越受到世界各國(guó)的重視,變速恒頻(VSCF)風(fēng)力發(fā)電技術(shù)因其高效性和實(shí)用性有著廣闊的發(fā)展前景。
　　 本文研究對(duì)象為雙饋式變速恒頻風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)。雙饋發(fā)電機(jī)是整個(gè)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的核心,本文在對(duì)其工作原理和運(yùn)行特性進(jìn)行了分析后,對(duì)功率不變和繞組匝數(shù)不變約束條件下的坐標(biāo)變換進(jìn)行了說(shuō)明,然后建立了雙饋發(fā)電機(jī)在三相靜止坐標(biāo)系和兩相同步

2、旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型,研究了電機(jī)的穩(wěn)態(tài)等效電路及明確了功率在雙饋電機(jī)中的流動(dòng)過(guò)程。
　　 風(fēng)力機(jī)是VSCF風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中將風(fēng)能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的設(shè)備,是系統(tǒng)的重要組成部分。本文以風(fēng)能理論為基礎(chǔ),對(duì)風(fēng)速、風(fēng)力機(jī)系統(tǒng)的運(yùn)行機(jī)理展開(kāi)研究,建立了它們對(duì)應(yīng)的數(shù)學(xué)模型,對(duì)風(fēng)力機(jī)輸出功率與風(fēng)力機(jī)轉(zhuǎn)速、風(fēng)速、葉尖速比、風(fēng)能利用系數(shù)等的數(shù)量關(guān)系、最大風(fēng)能追蹤策略進(jìn)行了詳細(xì)研究,建立了變速恒頻風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)基于定子磁鏈定向的矢量控制系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了風(fēng)力發(fā)電

3、系統(tǒng)有功功率和無(wú)功功率的解耦控制,實(shí)現(xiàn)了風(fēng)力機(jī)在額定風(fēng)速范圍內(nèi)的最大風(fēng)能追蹤控制。
　　 變頻器是實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)變速恒頻運(yùn)行的關(guān)鍵,本文通過(guò)對(duì)系統(tǒng)勵(lì)磁電源交交變頻器的主電路結(jié)構(gòu)、工作原理、余弦交點(diǎn)法和觸發(fā)控制原理等的認(rèn)真分析,對(duì)其輸出電壓諧波進(jìn)行了深入研究,研究了調(diào)制電壓比、基波頻率和換橋死時(shí)對(duì)其輸出電壓諧波特性的影響,結(jié)合雙饋發(fā)電機(jī)的諧波等效電路模型,詳細(xì)推導(dǎo)了VSCF風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)電力諧波的估算方法,并對(duì)其諧波特性、諧波對(duì)系統(tǒng)的影響