雙饋型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)最大風(fēng)能捕獲控制研究.pdf

1、在當(dāng)下能源轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵時期，大力發(fā)展風(fēng)能等可再生能源是我國可持續(xù)發(fā)展的必然要求。在大型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中，變速恒頻雙饋型風(fēng)電機組成為當(dāng)下的主流機型，其具有成本低、運行范圍寬、變流器容量小等諸多優(yōu)點。在雙饋型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)實際運行中，最大風(fēng)能捕獲對于提高機組和整個風(fēng)電場的效率至關(guān)重要，尤其是對于當(dāng)下主要新增裝機的低風(fēng)速風(fēng)機來說，機組多數(shù)時間在最大風(fēng)能捕獲區(qū)域運行，最大風(fēng)能捕獲控制的優(yōu)劣直接影響風(fēng)電場的發(fā)電量、內(nèi)部收益率和凈現(xiàn)值等優(yōu)化運行指標(biāo)。因此

2、，實現(xiàn)最大風(fēng)能捕獲是風(fēng)電機組優(yōu)化運行的關(guān)鍵。
　　本文以雙饋型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)為研究對象，首先，在建立網(wǎng)側(cè)和轉(zhuǎn)子側(cè)變換器三相靜止和兩相靜止坐標(biāo)系下數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上，介紹了與滑?？刂葡嘟Y(jié)合的直接功率控制(SMC-DPC)在雙側(cè)變換器控制上的應(yīng)用。對于并網(wǎng)風(fēng)力電點系統(tǒng)，功率的綜合控制是其控制的最根本目標(biāo)，所以直接功率控制更加直接、有效。SMC-DPC既完全保留了傳統(tǒng)直接功率控制結(jié)構(gòu)簡單的優(yōu)點，又結(jié)合了滑模變結(jié)構(gòu)控制的強魯棒性，具有明顯的優(yōu)

3、越性。
　　再者，本文在對風(fēng)力機特性進行詳細建模分析的基礎(chǔ)上，深入闡明了最大風(fēng)能捕獲的實現(xiàn)原理。對比分析基于風(fēng)速信息和無風(fēng)速信息的各種最大風(fēng)能捕獲方法，推導(dǎo)說明了各控制方法本質(zhì)的一致性。選擇無需風(fēng)速信息但簡單有效的功率信號反饋法作為最大風(fēng)能捕獲的基本方法，并基于SMC-DPC實現(xiàn)系統(tǒng)的最大風(fēng)能捕獲。
　　為實現(xiàn)實驗室條件下的風(fēng)力機模擬，本文設(shè)計了基于dSPACE實時仿真系統(tǒng)的ACS550變頻器外部控制系統(tǒng)以及包含風(fēng)速模擬的系