交流勵磁變速恒頻風力發(fā)電系統(tǒng)控制策略的研究.pdf

1、近年來，風能作為一種可再生的清潔能源日益受到世界各國的廣泛重視，其中交流勵磁變速恒頻風力發(fā)電技術(shù)已經(jīng)是風力發(fā)電中的一大重點課題。交流勵磁發(fā)電機可改善電力系統(tǒng)穩(wěn)定性，其轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速可變，具有獨立的有功、無功功率調(diào)節(jié)能力，尤其是利用變速恒頻技術(shù)后可大大提高風能的利用率。 本文對交流勵磁變速恒頻風力發(fā)電系統(tǒng)的控制策略進行了深入研究。首先介紹了交流勵磁電機的優(yōu)點，分析了雙饋電機(DFIG)作變速恒頻運行的原理，得出了雙饋電機在三相靜止坐標系

2、下的數(shù)學(xué)模型；通過坐標變換技術(shù)，詳細推導(dǎo)了雙饋電機在兩相同步旋轉(zhuǎn)坐標系下的數(shù)學(xué)模型，為后面的研究奠定了理論基礎(chǔ)。其次，基于雙饋電機兩相旋轉(zhuǎn)坐標系下的數(shù)學(xué)模型，運用定子磁場定向矢量控制技術(shù)，分析了交流勵磁變速恒頻風力發(fā)電的并網(wǎng)控制，建立了空載并網(wǎng)控制方案，以實現(xiàn)“柔性并網(wǎng)”，并且對負載并網(wǎng)控制也進行了理論研究。再次，介紹了風力發(fā)電系統(tǒng)最大風能追蹤的實現(xiàn)機理，確定了通過對雙饋電機進行有功、無功功率解耦控制間接實現(xiàn)最大風能追蹤的方案，建立了基

3、于定子磁鏈定向的DFIG有功、無功功率解耦控制策略。最后，對于風力發(fā)電系統(tǒng)中的勵磁變換器進行了研究。介紹了雙PWM變換器的優(yōu)點，分析了網(wǎng)側(cè)變換器在三相靜止坐標系下及兩相同步旋轉(zhuǎn)坐標系下的數(shù)學(xué)模型，在此基礎(chǔ)上建立了基于電網(wǎng)電壓矢量定向的網(wǎng)側(cè)變換器的控制策略，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)電壓的恒定。 本文利用MATLAB/SIMULINK的軟件平臺，建立了相應(yīng)的仿真模型，對網(wǎng)側(cè)變換器控制策略、空載并網(wǎng)控制策略以及