變速恒頻雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)運行特性與控制技術(shù)研究.pdf

1、眾所周知,能源危機和環(huán)境危機正困擾著世界的發(fā)展,所以風(fēng)能及其他新能源的開發(fā)利用正受到越來越多的關(guān)注。風(fēng)能作為一種綠色清潔能源,其開發(fā)利用正受到世界各國的普遍重視并競相大力發(fā)展,風(fēng)力發(fā)電技術(shù)更是日益深入和成熟。目前變槳距變速恒頻風(fēng)力發(fā)電技術(shù)是當今世界風(fēng)力發(fā)電的主流趨勢,交流勵磁雙饋異步風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)因其高效性和成本優(yōu)勢在變速恒頻風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中被廣泛采用。本課題正是基于這一背景對雙饋異步風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的運行與控制進行了分析和研究,主要內(nèi)容如下：

2、本文首先論述了風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀,研究了雙饋電機的工作原理和優(yōu)勢,建立了雙饋電機的數(shù)學(xué)模型,并對其運行特性和功率關(guān)系進行了理論分析,為全文的研究奠定了理論基礎(chǔ)。其次分析了常用發(fā)電機的勵磁方式,通過對雙饋電機在三相靜止坐標和兩相旋轉(zhuǎn)坐標下的數(shù)學(xué)模型的研究分析,將磁場定向矢量控制技術(shù)應(yīng)用到雙饋電機的運行控制上,形成了基于定子磁場定向的矢量控制策略,實現(xiàn)了對發(fā)電機有功、無功功率的解耦控制。在雙饋電機轉(zhuǎn)子勵磁電源的研究中,分析了雙PWM變換

3、器的特點,介紹了機側(cè)變換器和網(wǎng)側(cè)變換器在功能及控制上的異同。重點介紹了基于電網(wǎng)電壓定向矢量控制技術(shù)的網(wǎng)側(cè)變換器的控制方法,建立了基于電壓電流雙閉環(huán)控制的網(wǎng)側(cè)變換器的數(shù)學(xué)模型和控制框圖,以實現(xiàn)網(wǎng)側(cè)變換器交流側(cè)單位功率因數(shù)控制和直流環(huán)節(jié)電壓控制。在介紹風(fēng)力機特性的基礎(chǔ)上,分析了風(fēng)力機最大風(fēng)能追蹤原理,確定了采用雙饋機功率控制來實現(xiàn)最大風(fēng)能追蹤的實施方案。最后,利用Matlab/simulink仿真軟件,對網(wǎng)側(cè)PWM變換器進行了仿真分析,結(jié)果