變速恒頻雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)研究.pdf

1、隨著風(fēng)力發(fā)電機(jī)組設(shè)計和控制理論的成熟，以及社會對于綠色能源需要的增加，國內(nèi)風(fēng)力發(fā)電進(jìn)入了高速發(fā)展階段。風(fēng)力發(fā)電機(jī)組正向著高效率、大容量的方向發(fā)展，采用變槳矩風(fēng)力機(jī)實(shí)現(xiàn)最大風(fēng)能捕獲和利用變速恒頻發(fā)電已成為當(dāng)前風(fēng)電技術(shù)的研究熱點(diǎn)。本文采用變速恒頻雙饋發(fā)電機(jī)的技術(shù)方案，從仿真到試驗(yàn)、從理論到實(shí)踐全面地介紹了變速恒頻雙饋發(fā)電系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)。 1.針對變槳矩風(fēng)力機(jī)實(shí)現(xiàn)最大風(fēng)能捕獲需求，本文從分析風(fēng)力機(jī)運(yùn)行特性出發(fā)，研究實(shí)現(xiàn)最大風(fēng)能捕獲的

2、系統(tǒng)控制方法，通過仿真驗(yàn)證了陔變速恒頻雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)最大風(fēng)能捕獲控制策略。 2.為實(shí)現(xiàn)雙饋發(fā)電機(jī)的變速恒頻運(yùn)行以及其有功、無功功率獨(dú)立調(diào)節(jié)，分析了變速恒頻雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的基本理論及其定子磁鏈定向的矢量變換控制策略，并祥盡地推導(dǎo)出其在兩相同步速坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型，進(jìn)而推得以定子磁鏈定向的矢量控制策略，在實(shí)現(xiàn)變速恒頻運(yùn)行的基礎(chǔ)上，也實(shí)現(xiàn)了有功、無功功率的獨(dú)立調(diào)節(jié)。 3.針對雙饋異步發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子能量雙向流動的要求，提出了具有

3、能量雙向流動能力的雙PWM交流勵磁變頻器。為實(shí)現(xiàn)從理論到實(shí)踐的全面研究，研制出一套小功率完整的雙PWM變頻器交流勵磁的雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。介紹了變速恒頻風(fēng)力發(fā)電機(jī)定子磁鏈定向控制系統(tǒng)的具體硬件控制電路。在研制中解決了基于DSP作為控制器的定子磁鏈定向解耦控制程序的編寫、電機(jī)側(cè)變換器SPwM的調(diào)制技術(shù)、IMP模塊及整個系統(tǒng)的可靠保護(hù)等關(guān)鍵技術(shù)難點(diǎn)。在該實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)上，進(jìn)行了亞同步、同步、超同步三種運(yùn)行狀態(tài)下的實(shí)驗(yàn)研究，給出了空載及有功功率