孤島雙饋風(fēng)力發(fā)電機組優(yōu)化運行的控制研究.pdf

1、電力行業(yè)占全球能源消費的份額逐年增大，成為能源結(jié)構(gòu)變化的關(guān)鍵。在低碳能源備受全球追捧的大環(huán)境下，風(fēng)力發(fā)電自然是不可忽視的主流發(fā)電方式。相對于蓬勃發(fā)展的并網(wǎng)型風(fēng)力發(fā)電，孤島型風(fēng)力發(fā)電同樣具有可觀的發(fā)展前景，在節(jié)約資源滿足無電人口需求的同時，更是智能電網(wǎng)的重要補充。本文選取風(fēng)力發(fā)電中廣泛應(yīng)用的雙饋風(fēng)力發(fā)電機組為研究對象，研究其孤島運行下的優(yōu)化控制策略，以提高輸出電能質(zhì)量和風(fēng)能利用率。本研究主要內(nèi)容包括：
　?、抨U述了經(jīng)改善的系統(tǒng)拓撲結(jié)

2、構(gòu)中主要功能部件的機理和特性;給出了雙饋電機和負載側(cè)變換器在同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系中的數(shù)學(xué)模型，奠定課題研究的理論基礎(chǔ);搭建了孤島雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的Matlab仿真模型。
　　然后，基于常用的定子磁鏈強迫定向的方式，建立了以定子電壓為外環(huán)的雙閉環(huán)矢量控制策略，以穩(wěn)定雙饋電機孤島運行下的定子輸出電壓。仿真實驗結(jié)果表明，該策略能有效實現(xiàn)定子電壓精確跟蹤給定電壓，解決了間接電流控制的不足。
　?、漆槍︼L(fēng)速變換過程及負載投切過程帶來的電壓波

3、動幅值較大，且參數(shù)魯棒性不強的特點。開展了孤島雙饋風(fēng)力發(fā)電機組的滑模直接電壓控制策略的研究。針對系統(tǒng)變量多且耦合程度高的特點，采用相對增益陣列分析系統(tǒng)變量關(guān)系，建立了直接電壓控制關(guān)系，簡化了控制結(jié)構(gòu);考慮了風(fēng)速變換過程、負載投切過程帶來的電壓波動，以及電機參數(shù)變化和一些未知外界擾動的影響，采用滑模變結(jié)構(gòu)控制，力求控制器對擾動作出迅速響應(yīng)，以提高輸出電能質(zhì)量。與相應(yīng)的矢量控制策略進行了仿真分析和比較，結(jié)果表明，所采用的控制策略能有效抑制因