變速恒頻雙饋風(fēng)力發(fā)電機交流勵磁控制研究.pdf

1、風(fēng)能是一種可再生綠色能源,在能源日益短缺,環(huán)境污染越來越嚴(yán)重的今天,開發(fā)風(fēng)能已經(jīng)成為解決能源和環(huán)境問題的一個重要選擇,風(fēng)力發(fā)電量在全世界發(fā)電總量中的比重越來越大。在各種風(fēng)力發(fā)電技術(shù)中,變速恒頻風(fēng)力發(fā)電具有風(fēng)能利用率高的特點使其逐漸成為風(fēng)電技術(shù)的主流,應(yīng)用越來越廣泛。本文研究了變速恒頻雙饋風(fēng)力發(fā)電機系統(tǒng)的交流勵磁控制技術(shù),搭建了一套實驗室平臺對其進行實驗研究。雙饋發(fā)電機的轉(zhuǎn)子通過一個勵磁變換器與電網(wǎng)相連,使得變換器的容量降低為發(fā)電機的轉(zhuǎn)差

2、功率,通過勵磁變換器控制轉(zhuǎn)子電流的頻率,相位和幅值就能夠?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)的變速恒頻運行和功率控制。本文采用了兩電平電壓型雙PWM變換器作為勵磁變換器,它的主電路簡單,且性能可靠,通過控制轉(zhuǎn)子側(cè)變換器為發(fā)電機提供的勵磁電流實現(xiàn)發(fā)電機并網(wǎng)、有功和無功解耦控制和最大風(fēng)能追蹤,控制網(wǎng)側(cè)變換器使其單位功率因數(shù)運行且提供穩(wěn)定的直流母線電壓。在轉(zhuǎn)子側(cè)變換器的控制研究中,建立和分析了雙饋發(fā)電機在兩相同步旋轉(zhuǎn)dq坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型,根據(jù)發(fā)電機的并網(wǎng)條件設(shè)計了基于

3、電網(wǎng)電壓定向矢量控制的并網(wǎng)控制策略,實現(xiàn)了發(fā)電機的軟并網(wǎng),在分析了風(fēng)電機組最大風(fēng)能追蹤的原理后,討論了發(fā)電機有功功率和無功功率參考值的選取,設(shè)計了以控制發(fā)電機定子有功功率來實現(xiàn)最大風(fēng)能追蹤的有功和無功解耦控制策略,并運用Matlab/Simulink進行了仿真研究。在網(wǎng)側(cè)變換器的控制研究中,根據(jù)變換器在dq旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的開關(guān)函數(shù)模型,設(shè)計了基于電網(wǎng)電壓定向矢量控制的雙閉環(huán)控制策略及提高變換器抗干擾能力的控制策略,針對LCL濾波器的諧振問