2MW風力發(fā)電變槳驅動控制策略研究.pdf

1、近年來，由于日益嚴峻的環(huán)境問題，以風電和光伏產業(yè)為代表的新能源產業(yè)迅速崛起。尤其是風力發(fā)電產業(yè)，大型變流器技術的進步以及風力發(fā)電成本的降低，風力發(fā)電將迎來大規(guī)模開發(fā)的階段，而風機變槳技術作為風力發(fā)電的關鍵技術之一，能夠提高風力發(fā)電機組的運行效率和運行安全性，將成為研究的熱點。
　　本文主要對風機變槳驅動系統(tǒng)進行以下方面的研究：
　　首先，對帶有變槳驅動系統(tǒng)的風力發(fā)電機組的運行狀態(tài)進行分析，建立其輸入輸出數學模型，分析槳距角變

2、化對風力機運行狀態(tài)的影響。而后建立變槳風力發(fā)電機組的仿真模型，對其在不同風力條件下的運行狀態(tài)進行仿真，研究其功率、槳距角、轉矩的輸出特性。根據變槳距風力發(fā)電系統(tǒng)的仿真結果以及2MW風機發(fā)電機組槳葉參數和變槳要求，通過分析和計算確定采用的變槳電機類型以及基本技術參數。根據計算出的技術參數，同時根據實際風場中的實際條件，確定變槳驅動系統(tǒng)所采用的轉差頻率較正和電壓反饋補償弱磁控制策略。
　　其次，對感應電機數學模型進行分析，建立了轉子磁

3、場定下感應電機的數學模型，同時搭建了感應電機間接矢量控制仿真模型，并對轉差頻率校正算法進行理論分析，在上文基礎上搭建仿真模型，對轉差頻率校正算法的啟動特性和轉子電阻參數的魯棒性進行了仿真。對轉矩和勵磁電流、校正量等關鍵參數的仿真結果進行理論分析，并與傳統(tǒng)算法進行對比，證明了理論分析的正確性。
　　之后，對感應電機弱磁運行狀態(tài)進行分析，在此基礎上對電壓閉環(huán)反饋補償的弱磁算法進行研究和分析，搭建仿真模型，并從升速時間、電流畸變和弱磁效

4、果等方面與傳統(tǒng)弱磁算法進行了對比，電壓閉環(huán)反饋補償的弱磁算法的弱磁效果更好，而且能夠消除母線電壓跌落對轉速的影響。
　　最后，搭建了以英飛凌XMC4200為控制器的實驗平臺，并完成了風機變槳驅動系統(tǒng)控制算法設計。針對轉差頻率校正算法對變槳驅動系統(tǒng)動態(tài)性能以及電機參數魯棒性的提升進行了測試，并對實驗結果進行分析。對電壓閉環(huán)反饋補償的弱磁算法，在正常弱磁區(qū)運行以及母線電壓跌落弱磁區(qū)運行時的各項指標進行了測試，并對實驗數據進行分析。最后