基于交流勵(lì)磁雙饋電機(jī)變速恒頻風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的研究.pdf

1、能源緊缺問題日益突出，供電需求形式日益嚴(yán)重。利用最環(huán)保、清潔的新能源之一的風(fēng)能，對(duì)于緩解能源壓力有著重要的意義。不同于常規(guī)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，交流勵(lì)磁雙饋風(fēng)力發(fā)電系其變頻策略在轉(zhuǎn)子側(cè)，轉(zhuǎn)子回路僅處理雙向流動(dòng)的轉(zhuǎn)差功率，所以變頻器體積小、成本低，而且機(jī)電系統(tǒng)之間實(shí)現(xiàn)了柔性連接。本文主要針對(duì)雙饋電機(jī)變速恒頻風(fēng)電系統(tǒng)及其控制策略進(jìn)行探討。
　　 文章首先介紹了風(fēng)力發(fā)電的基本原理，分析了風(fēng)力機(jī)捕獲最大風(fēng)能的運(yùn)行原理以及風(fēng)能利用系數(shù)與葉尖速比、

2、槳葉節(jié)距角之間的非線性關(guān)系。解釋了風(fēng)機(jī)輸出功率與電機(jī)轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系，以及風(fēng)速變化下，電機(jī)跟隨最佳功率曲線的調(diào)節(jié)過程。對(duì)風(fēng)力機(jī)在定槳距及變槳距下的特性進(jìn)行了仿真，通過對(duì)比發(fā)現(xiàn)采用變槳距控制策略可以提高風(fēng)能利用效率。
　　 分析了雙饋電機(jī)的基本工作原理，推導(dǎo)出雙饋電機(jī)在旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型。按照定子側(cè)為發(fā)電機(jī)慣例給出了雙饋電機(jī)的等值電路，并在等值電路的基礎(chǔ)上分析了功率雙向流動(dòng)性。采用了同步機(jī)穩(wěn)定性分析方式，對(duì)雙饋電機(jī)靜態(tài)穩(wěn)定性能進(jìn)

3、行了分析，得出了穩(wěn)定條件。
　　 簡(jiǎn)單介紹了整流器的原理，建立了PWM整流器的數(shù)學(xué)模型，采用矢量控制策略對(duì)網(wǎng)側(cè)PWM整流器的有功和無(wú)功進(jìn)行解耦，并推導(dǎo)出表達(dá)式。對(duì)雙閉環(huán)整流器結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析，解釋了如何設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)中的調(diào)節(jié)器，如何確定主電路參數(shù)。并對(duì)雙閉環(huán)PWM整流器進(jìn)行了仿真，得出了仿真結(jié)論。
　　 采用定子磁鏈定向的控制方式對(duì)定子端有功功率和無(wú)功功率進(jìn)行解耦，借助于定、轉(zhuǎn)子間磁鏈的耦合，推出轉(zhuǎn)子電壓與定子電流間的關(guān)系式