雙饋風力發(fā)電系統(tǒng)模擬平臺研究.pdf

1、風力發(fā)電作為一種有效的可再生能源利用形式，近年來越來越受到關注。加之大規(guī)模開發(fā)利用風電并網發(fā)電的要求，研究風力發(fā)電系統(tǒng)及其與電網的交互性影響已迫在眉睫。而風力發(fā)電系統(tǒng)又是一個復雜的能量轉換系統(tǒng)，無論是系統(tǒng)控制策略的驗證還是驅動變流器的檢驗僅僅通過計算機軟件仿真模擬還不足以證明軟件、硬件設計的可靠性。但是大量的實際風場實驗驗證顯然是不現實的，而且是極其不經濟的；此外即使便于進行實際風場實驗，由于實際風場環(huán)境的不可控性，實驗環(huán)境很難達到具體

2、實驗要求。為了高效地對系統(tǒng)控制策略及軟硬件進行驗證，通常需要對風力發(fā)電系統(tǒng)進行前期的實驗室地面模擬實驗研究，因而包含風機模擬平臺的風力發(fā)電實驗室模擬系統(tǒng)應運而生。
　　 風力發(fā)電系統(tǒng)實驗室地面模擬系統(tǒng)中發(fā)電機及其控制部分為其實物，故模擬系統(tǒng)的核心為風機模擬。雖然風機模擬方案眾多，但多為基于風機平均輸出特性的穩(wěn)態(tài)風機模擬，模擬用原動機不能完全反映實際風機動特性，故不適合替代實際風機做風力發(fā)電系統(tǒng)實驗研究。針對現有風機模擬方案的不足

3、，本文綜合考慮了風機的風剪、塔影效應及其風機的大慣量特性，提出了動態(tài)轉矩補償的風機動態(tài)模擬方案，使得風機模擬器與實際風機具有更為接近的動態(tài)響應，可以替代實際風機進行風力發(fā)電系統(tǒng)實驗研究。此外，文章還建立了雙饋風力發(fā)電模擬系統(tǒng)其它部分的數學模型，得出了整個雙饋風力發(fā)電模擬系統(tǒng)的仿真平臺。
　　 基于雙饋風力發(fā)電模擬仿真平臺，文章研究了動態(tài)風機特性對雙饋風力發(fā)電系統(tǒng)的影響，突出了由于風剪、塔影效應引起的三次轉矩脈動量對雙饋風力發(fā)電系

4、統(tǒng)的影響。此外機械傳動機構對雙饋風力發(fā)電系統(tǒng)瞬態(tài)性能的影響也得以探討，最終得出了機械參數的最優(yōu)選擇規(guī)律。文章還研究了基于定子電壓定向雙饋矢量控制的穩(wěn)定性，考察了系統(tǒng)電氣參數對系統(tǒng)瞬態(tài)性能的影響。以上研究為雙饋風力發(fā)電系統(tǒng)參數設計和系統(tǒng)分析提供了有益的參考。
　　 在論文的研究過程中，完成了15kW異步電動機-11kW繞線式雙饋發(fā)電機(M-G)對拖的雙饋風力發(fā)電系統(tǒng)實驗模擬平臺的搭建與調試。驗證了動態(tài)風機模擬器算法的正確性，考察了