雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)模型仿真與并網(wǎng)運(yùn)行研究.pdf

1、隨著能源短缺日益突出，環(huán)境破壞嚴(yán)重，各國(guó)都開始致力于開發(fā)無污染無破壞的可再生新能源。風(fēng)能作為最有競(jìng)爭(zhēng)力的可再生新能源已成為各國(guó)開發(fā)的重要目標(biāo)，并獲得初步明顯效益。恒速恒頻和變速恒頻風(fēng)力發(fā)電機(jī)是當(dāng)前的主要兩種風(fēng)力發(fā)電技術(shù)，其中變速恒頻雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)以其高效使用性優(yōu)勢(shì)已成為當(dāng)前世界的主流機(jī)型和重要研究領(lǐng)域，具有廣闊發(fā)展前景。本文根據(jù)雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)數(shù)學(xué)模型，進(jìn)行基于矢量控制的雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)模型仿真和并網(wǎng)運(yùn)行特性仿真，仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證所建立的雙

2、饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)并網(wǎng)仿真模型的正確性。研究應(yīng)用量子進(jìn)化算法進(jìn)行風(fēng)力發(fā)電機(jī)最大功率跟蹤優(yōu)化和風(fēng)電并網(wǎng)無功補(bǔ)償優(yōu)化。論文的主要工作及研究成果如下：
　　1、完成了雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)模型仿真與并網(wǎng)運(yùn)行仿真。首先，分析了雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)的數(shù)學(xué)模型和風(fēng)力機(jī)仿真模型；其次，根據(jù)數(shù)學(xué)模型研究雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)的控制策略，采用矢量控制實(shí)現(xiàn)有功和無功解耦，分析了雙PWM功率變換器數(shù)學(xué)模型，采用網(wǎng)側(cè)電壓定向矢量控制和轉(zhuǎn)子側(cè)定子磁鏈定向矢量控制，并引入滯環(huán)控制，簡(jiǎn)化

3、控制過程，提高系統(tǒng)動(dòng)態(tài)響應(yīng)?；陲L(fēng)力機(jī)的轉(zhuǎn)矩特性，分析雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)最大風(fēng)能捕獲機(jī)理，得出其具有最大風(fēng)能跟蹤性能。最后，在PSCAD中完成雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)模型仿真，進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明所建立的雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)并網(wǎng)系統(tǒng)仿真模型能夠?qū)崿F(xiàn)有功和無功功率的解耦和最大功率追蹤，驗(yàn)證了所建立的雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)仿真模型的正確性和可行性。
　　2、研究了把雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)并網(wǎng)最大功率轉(zhuǎn)化成優(yōu)化問題，應(yīng)用量子進(jìn)化算法進(jìn)行風(fēng)力發(fā)電最大功率追蹤優(yōu)化。分析了風(fēng)

4、力機(jī)風(fēng)能轉(zhuǎn)換原理，任意時(shí)刻下風(fēng)力機(jī)隨風(fēng)速變化時(shí)總存在唯一最大輸出功率點(diǎn)；研究了量子進(jìn)化算法的隨機(jī)搜索算法，其具有較好的全局最優(yōu)快速搜索能力；根據(jù)二者特點(diǎn)分析應(yīng)用量子進(jìn)化算法進(jìn)行風(fēng)力發(fā)電最大功率追蹤優(yōu)化。通過把風(fēng)力發(fā)電最大功率跟蹤問題轉(zhuǎn)化成功率優(yōu)化問題，對(duì)風(fēng)力機(jī)功率進(jìn)行優(yōu)化，在MATLAB中進(jìn)行量子進(jìn)化算法實(shí)現(xiàn)和在PSCAD中完成雙饋風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)模型仿真進(jìn)行最大功率跟蹤優(yōu)化，仿真結(jié)果驗(yàn)證了該方法的正確性，應(yīng)用量子進(jìn)化算法進(jìn)行最大功率追蹤的

5、方法不但能夠追蹤風(fēng)力發(fā)電機(jī)當(dāng)前最大輸出功率，而且優(yōu)化了基于數(shù)學(xué)模型的控制結(jié)構(gòu)。
　　3、研究了雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)并網(wǎng)無功補(bǔ)償優(yōu)化方法，研究應(yīng)用量子進(jìn)化算法進(jìn)行風(fēng)電場(chǎng)無功補(bǔ)償優(yōu)化方法。分析了風(fēng)電場(chǎng)在潮流計(jì)算中的處理方法，研究了量子進(jìn)化算法的全局尋優(yōu)過程，研究應(yīng)用量子進(jìn)化算法進(jìn)行風(fēng)電場(chǎng)無功補(bǔ)償優(yōu)化。該方法目標(biāo)函數(shù)同時(shí)考慮風(fēng)力發(fā)電機(jī)功率因數(shù)和機(jī)端電壓兩方面因素，即風(fēng)電場(chǎng)無功電壓特性，對(duì)不同風(fēng)速下電場(chǎng)并網(wǎng)進(jìn)行無功補(bǔ)償優(yōu)化。在MATLAB中通過