基于交流勵磁雙饋電機變速恒頻風力發(fā)電系統(tǒng)的研究.pdf

1、能源緊缺問題日益突出，供電需求形式日益嚴重。利用最環(huán)保、清潔的新能源之一的風能，對于緩解能源壓力有著重要的意義。不同于常規(guī)風力發(fā)電系統(tǒng)，交流勵磁雙饋風力發(fā)電系其變頻策略在轉(zhuǎn)子側(cè)，轉(zhuǎn)子回路僅處理雙向流動的轉(zhuǎn)差功率，所以變頻器體積小、成本低，而且機電系統(tǒng)之間實現(xiàn)了柔性連接。本文主要針對雙饋電機變速恒頻風電系統(tǒng)及其控制策略進行探討。
　　 文章首先介紹了風力發(fā)電的基本原理，分析了風力機捕獲最大風能的運行原理以及風能利用系數(shù)與葉尖速比、

2、槳葉節(jié)距角之間的非線性關(guān)系。解釋了風機輸出功率與電機轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系，以及風速變化下，電機跟隨最佳功率曲線的調(diào)節(jié)過程。對風力機在定槳距及變槳距下的特性進行了仿真，通過對比發(fā)現(xiàn)采用變槳距控制策略可以提高風能利用效率。
　　 分析了雙饋電機的基本工作原理，推導出雙饋電機在旋轉(zhuǎn)坐標系下的數(shù)學模型。按照定子側(cè)為發(fā)電機慣例給出了雙饋電機的等值電路，并在等值電路的基礎(chǔ)上分析了功率雙向流動性。采用了同步機穩(wěn)定性分析方式，對雙饋電機靜態(tài)穩(wěn)定性能進

3、行了分析，得出了穩(wěn)定條件。
　　 簡單介紹了整流器的原理，建立了PWM整流器的數(shù)學模型，采用矢量控制策略對網(wǎng)側(cè)PWM整流器的有功和無功進行解耦，并推導出表達式。對雙閉環(huán)整流器結(jié)構(gòu)進行了分析，解釋了如何設(shè)計控制系統(tǒng)中的調(diào)節(jié)器，如何確定主電路參數(shù)。并對雙閉環(huán)PWM整流器進行了仿真，得出了仿真結(jié)論。
　　 采用定子磁鏈定向的控制方式對定子端有功功率和無功功率進行解耦，借助于定、轉(zhuǎn)子間磁鏈的耦合，推出轉(zhuǎn)子電壓與定子電流間的關(guān)系式