雙級矩陣變換器勵磁的變速恒頻雙饋風力發(fā)電系統(tǒng)研究.pdf

1、變速恒頻(VSCF)發(fā)電在風電領域凸現(xiàn)出了顯著的優(yōu)勢及廣闊的應用前景。在變速恒頻雙饋(VSCF-DFIG)風電系統(tǒng)中，交流勵磁電源及其控制策略是實現(xiàn)雙饋異步發(fā)電機(DFIG)輸出有功和無功功率解耦、提高系統(tǒng)運行效率的關鍵。雙級矩陣變換器(TSMC)不僅具有常規(guī)矩陣變換器(CMC)的所有優(yōu)點，而且克服了CMC換流控制復雜、箝位電路龐大等不足，并且相比于傳統(tǒng)交-直-交PWM變換器，更具有直流側無儲能電容、功率密度和效率高、體積和壽命長等優(yōu)點

2、，是一種更適合作為VSCF-DFIG勵磁電源的新型四象限變換器。
　　 本文介紹了DFIG變速恒頻運行原理，推導了DFIG數(shù)學模型，并對TSMC拓撲結構、調制策略進行了分析。在此研究基礎上，將TSMC作為DFIG勵磁電源，并對兩者結合后系統(tǒng)的控制策略--定子磁場定向矢量控制展開研究，推導了矢量控制表達式，給出了系統(tǒng)空載并網控制理論依據，設計了功率外環(huán)，電流內環(huán)的控制方案，實現(xiàn)了有功及無功功率的獨立控制。
　　 在上述分析

3、的基礎上，建立了TSMC勵磁的雙饋風力發(fā)電系統(tǒng)仿真模型。搭建了以DSP+CPLD為控制核心的風力發(fā)電系統(tǒng)實驗平臺，研究了包括功率器件、驅動電路和采樣及過零檢測電路各部分工作原理或參數(shù)選取原則，設計了系統(tǒng)軟件，進行了軟硬件聯(lián)調。并最終完成了TSMC勵磁的雙饋風力發(fā)電系統(tǒng)控制策略的仿真和實驗驗證。
　　 仿真和實驗結果表明，TSMC勵磁的雙饋風力發(fā)電系統(tǒng)在亞同步、同步和超同步三種狀態(tài)下均能實現(xiàn)安全并網發(fā)電，且輸出電能質量高，系統(tǒng)具有