變速恒頻雙饋風(fēng)力發(fā)電機勵磁控制系統(tǒng)的研究與開發(fā).pdf

1、在能源消耗日益增長、環(huán)境污染日漸嚴重的今天，對可再生能源的開發(fā)利用中，風(fēng)能由于其突出的優(yōu)點而倍受關(guān)注。交流勵磁變速恒頻雙饋發(fā)電機系統(tǒng)是目前最具實用前景的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)之一，該系統(tǒng)的控制方案縮小了變頻器的容量，發(fā)電機可以在同步速上、下運行，變速運行范圍較寬，其定子輸出電壓和頻率維持不變，可實現(xiàn)有功功率、無功功率的靈活控制，既可調(diào)節(jié)電網(wǎng)的功率因數(shù)，又可以提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。 本文首先對風(fēng)力發(fā)電技術(shù)及變速恒頻風(fēng)電技術(shù)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀作了比較

2、全面的綜述，介紹了交流勵磁發(fā)電機的各種勵磁控制策略和發(fā)展趨勢。通過對交流勵磁發(fā)電機的三相靜止坐標系數(shù)學(xué)模型和兩相旋轉(zhuǎn)坐標系數(shù)學(xué)模型的研究，采用基于定子磁場定向的矢量控制策略，構(gòu)建了其有功功率和無功功率解耦控制的雙閉環(huán)控制方案。利用MATLAB/SIMULINK平臺進行了仿真研究，并驗證了該方案的正確性，對實際系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計與調(diào)試具有一定的指導(dǎo)意義。 接著由于勵磁變換器是實現(xiàn)雙饋發(fā)電機控制的關(guān)鍵，對系統(tǒng)的控制性能和發(fā)電機輸出電能

3、具有決定性的影響。本文基于交流勵磁變速恒頻風(fēng)力發(fā)電機的運行特性，研究設(shè)計了具有能量雙向流動功能的雙PWM型變換器，討論了兩個變換器在功能和控制上的不同。網(wǎng)側(cè)變換器采用電網(wǎng)電壓定向矢量控制和基于功率平衡的負載電流前饋控制技術(shù)，實現(xiàn)交流側(cè)單位功率因數(shù)和直流母線電壓控制；機側(cè)變換器采用DFIG定子磁鏈定向矢量控制技術(shù)，實現(xiàn)發(fā)電機P、Q解耦，進而實現(xiàn)最大風(fēng)能追蹤控制。 最后本文在仿真基礎(chǔ)上對雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)進行了初步設(shè)計，系統(tǒng)采用一臺繞