變速恒頻雙饋電機(jī)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的研究與仿真分析.pdf

1、常規(guī)能源、電力緊缺及供電環(huán)境問(wèn)題日益突出，利用可再生能源如風(fēng)能，作為未來(lái)最重要的清潔替代能源之一，對(duì)于緩解能源匱乏具有非同尋常的意義。和常規(guī)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)相比，由于變速恒頻交流勵(lì)磁雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)配置的變頻器在轉(zhuǎn)子回路，僅處理雙向流動(dòng)的轉(zhuǎn)差功率，不僅具有變頻器體積小、重量輕、成本低的特點(diǎn)，而且實(shí)現(xiàn)了機(jī)電系統(tǒng)的柔性連接。本文圍繞變速恒頻交流勵(lì)磁雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)基礎(chǔ)理論及控制技術(shù)展開(kāi)研究。 等值電路模型是研究各種電機(jī)最有效、最直觀的方

2、法。不失一般性，本文也從雙饋發(fā)電機(jī)的等值電路模型著手，對(duì)雙饋發(fā)電機(jī)中的功率、電磁轉(zhuǎn)矩等關(guān)鍵控制量進(jìn)行了定量分析，并對(duì)雙饋電機(jī)在不同工作狀態(tài)下的功率流動(dòng)特性、運(yùn)行特性等進(jìn)行了定性分析，結(jié)論是為了實(shí)現(xiàn)風(fēng)力機(jī)組的最大能量轉(zhuǎn)換效率和滿足并網(wǎng)條件，風(fēng)力發(fā)電機(jī)必須變速恒頻運(yùn)行，而雙饋發(fā)電機(jī)的變速恒頻是通過(guò)對(duì)轉(zhuǎn)子側(cè)的變換器控制來(lái)實(shí)現(xiàn)的，文章分析了適合雙饋電機(jī)勵(lì)磁變換器的條件，選擇了雙PWM變換器作為雙饋電機(jī)的勵(lì)磁變換器。建立了變換器的電網(wǎng)側(cè)的數(shù)學(xué)模型

3、，通過(guò)電網(wǎng)電壓矢量定向，推導(dǎo)出了網(wǎng)側(cè)變換器的控制方法，通過(guò)建立雙饋電機(jī)在dq軸下的數(shù)學(xué)模型，研究了基于DFIG定子磁鏈定向下的轉(zhuǎn)子側(cè)變換器的雙閉環(huán)控制策略。研究了DFIG并網(wǎng)的控制策略，包括空載并網(wǎng)和負(fù)載并網(wǎng)。給出了空載并網(wǎng)和負(fù)載并網(wǎng)的控制框圖。在DFIG矢量控制過(guò)程中，轉(zhuǎn)子速度和位置的檢測(cè)至關(guān)重要，由于傳感器的安裝降低了系統(tǒng)的可靠性，基于無(wú)速度傳感器在變頻調(diào)速中得到很好的應(yīng)用，對(duì)無(wú)速度傳感器在DFIG中的應(yīng)用進(jìn)行了研究，通過(guò)轉(zhuǎn)子磁鏈自