孤島雙饋風力發(fā)電系統(tǒng)及其控制研究.pdf

1、雙饋型異步感應發(fā)電機(DFIG)，具有成本低、輸出電壓頻率和幅值可調、所需電力電子裝置容量小等優(yōu)點，已在風力發(fā)電系統(tǒng)中得到廣泛應用?；贒FIG的孤島風力發(fā)電系統(tǒng)，是一種環(huán)境友好型分布式發(fā)電系統(tǒng)，可有效解決無大電網覆蓋且風能資源豐富的偏遠孤島地區(qū)的供電問題。系統(tǒng)采用儲能裝置調節(jié)發(fā)電機輸出功率，實現(xiàn)最大風能捕獲，保證不間斷供電運行，但存在發(fā)電成本過高等問題;無大電網覆蓋，定子電壓易受風速波動、負載投切及電機參數(shù)誤差影響，用戶電能質量不甚理

2、想。降低發(fā)電成本，研究提高系統(tǒng)穩(wěn)定性的優(yōu)化運行控制方法，對于提高孤島風電系統(tǒng)競爭力具有積極意義。
　　本文分析了國內外孤島風力發(fā)電系統(tǒng)的研究歷史與現(xiàn)狀，構建定／轉子側變換器、蓄電池裝置及參數(shù)誤差下的DFIG數(shù)學模型，給出變換器控制方案。針對儲能裝置成本過高問題，基于風力機最優(yōu)功率曲線，檢測轉子轉速計算轉矩參考值，并與發(fā)電機電磁轉矩比較，所獲誤差信號用于控制可變負載，實現(xiàn)最大功率跟蹤控制。矩陣變換器(MC)為DFIG提供勵磁，針對非

3、對稱負載下MC重復控制與PI控制的不足，提出PI與重復控制相結合的復合控制方案;為解決重復控制器的內模信號調節(jié)滯后問題，通過分析輸出電壓諧波分布特點，采用雙序Park變換，將相坐標系下的諧波變換為dq坐標系下的三倍次諧波，進而改進內模，減少控制系統(tǒng)調節(jié)時間，同時可保證諧波抑制性能，有效解決不平衡負載情況下三相輸出電壓的不平衡問題。孤島DFIG輸出電壓易受負載切換的影響，PI控制器對電機參數(shù)依賴性較高，為此建立包含勵磁電流動態(tài)過程及電機參