2MW風力發(fā)電變槳驅(qū)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(chǎn)業(yè)為代表的新能源產(chǎn)業(yè)迅速崛起。尤其是風力發(fā)電產(chǎn)業(yè)，大型變流器技術(shù)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(shù)作為風力發(fā)電的關(guān)鍵技術(shù)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(qū)動系統(tǒng)進行以下方面的研究：
　　首先，對帶有變槳驅(qū)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(shù)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(zhuǎn)矩的輸出特性。根據(jù)變槳距風力發(fā)電系統(tǒng)的仿真結(jié)果以及2MW風機發(fā)電機組槳葉參數(shù)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(shù)參數(shù)。根據(jù)計算出的技術(shù)參數(shù)，同時根據(jù)實際風場中的實際條件，確定變槳驅(qū)動系統(tǒng)所采用的轉(zhuǎn)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(shù)學模型進行分析，建立了轉(zhuǎn)子磁

3、場定下感應電機的數(shù)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(zhuǎn)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(zhuǎn)差頻率校正算法的啟動特性和轉(zhuǎn)子電阻參數(shù)的魯棒性進行了仿真。對轉(zhuǎn)矩和勵磁電流、校正量等關(guān)鍵參數(shù)的仿真結(jié)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?shù)娜醮潘惴ㄟM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?shù)娜醮潘惴ǖ娜醮判Ч茫夷軌蛳妇€電壓跌落對轉(zhuǎn)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(qū)動系統(tǒng)控制算法設計。針對轉(zhuǎn)差頻率校正算法對變槳驅(qū)動系統(tǒng)動態(tài)性能以及電機參數(shù)魯棒性的提升進行了測試，并對實驗結(jié)果進行分析。對電壓閉環(huán)反饋補償?shù)娜醮潘惴ǎ谡Ｈ醮艆^(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(shù)據(jù)進行分析。最后