孤島雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)及其控制研究.pdf

1、雙饋型異步感應(yīng)發(fā)電機(jī)(DFIG)，具有成本低、輸出電壓頻率和幅值可調(diào)、所需電力電子裝置容量小等優(yōu)點(diǎn)，已在風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用?；贒FIG的孤島風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，是一種環(huán)境友好型分布式發(fā)電系統(tǒng)，可有效解決無(wú)大電網(wǎng)覆蓋且風(fēng)能資源豐富的偏遠(yuǎn)孤島地區(qū)的供電問(wèn)題。系統(tǒng)采用儲(chǔ)能裝置調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)輸出功率，實(shí)現(xiàn)最大風(fēng)能捕獲，保證不間斷供電運(yùn)行，但存在發(fā)電成本過(guò)高等問(wèn)題;無(wú)大電網(wǎng)覆蓋，定子電壓易受風(fēng)速波動(dòng)、負(fù)載投切及電機(jī)參數(shù)誤差影響，用戶(hù)電能質(zhì)量不甚理

2、想。降低發(fā)電成本，研究提高系統(tǒng)穩(wěn)定性的優(yōu)化運(yùn)行控制方法，對(duì)于提高孤島風(fēng)電系統(tǒng)競(jìng)爭(zhēng)力具有積極意義。
　　本文分析了國(guó)內(nèi)外孤島風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的研究歷史與現(xiàn)狀，構(gòu)建定／轉(zhuǎn)子側(cè)變換器、蓄電池裝置及參數(shù)誤差下的DFIG數(shù)學(xué)模型，給出變換器控制方案。針對(duì)儲(chǔ)能裝置成本過(guò)高問(wèn)題，基于風(fēng)力機(jī)最優(yōu)功率曲線，檢測(cè)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速計(jì)算轉(zhuǎn)矩參考值，并與發(fā)電機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩比較，所獲誤差信號(hào)用于控制可變負(fù)載，實(shí)現(xiàn)最大功率跟蹤控制。矩陣變換器(MC)為DFIG提供勵(lì)磁，針對(duì)非

3、對(duì)稱(chēng)負(fù)載下MC重復(fù)控制與PI控制的不足，提出PI與重復(fù)控制相結(jié)合的復(fù)合控制方案;為解決重復(fù)控制器的內(nèi)模信號(hào)調(diào)節(jié)滯后問(wèn)題，通過(guò)分析輸出電壓諧波分布特點(diǎn)，采用雙序Park變換，將相坐標(biāo)系下的諧波變換為dq坐標(biāo)系下的三倍次諧波，進(jìn)而改進(jìn)內(nèi)模，減少控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)時(shí)間，同時(shí)可保證諧波抑制性能，有效解決不平衡負(fù)載情況下三相輸出電壓的不平衡問(wèn)題。孤島DFIG輸出電壓易受負(fù)載切換的影響，PI控制器對(duì)電機(jī)參數(shù)依賴(lài)性較高，為此建立包含勵(lì)磁電流動(dòng)態(tài)過(guò)程及電機(jī)參