基于直流微網(wǎng)的新型雙饋發(fā)電系統(tǒng)及其功率控制.pdf

1、隨著環(huán)境的污染和化石能源的短缺，人們?cè)絹?lái)越重視可再生能源的利用，而風(fēng)能以其豐富的儲(chǔ)量、成熟的技術(shù)越來(lái)越受到各國(guó)的青睞。雙饋系統(tǒng)因?yàn)槠潇`活的控制，低廉的成本，成為了風(fēng)力發(fā)電的主流機(jī)型，而直流微網(wǎng)以及直流輸電技術(shù)具有良好的發(fā)展前景，發(fā)展和推廣直流微網(wǎng)已經(jīng)成為大勢(shì)所趨。所以針對(duì)直流并網(wǎng)的雙饋系統(tǒng)受到了越來(lái)越多的專(zhuān)家和學(xué)者的關(guān)注。目前針對(duì)雙饋發(fā)電系統(tǒng)的直流并網(wǎng)的研究還處于起步階段，若要繼續(xù)應(yīng)用傳統(tǒng)雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的并網(wǎng)技術(shù)，就必須增加變換器，這

2、樣大大增加了系統(tǒng)的成本，同時(shí)也降低了能源利用率，本文主要研究針對(duì)直流微電網(wǎng)的一種新型雙饋拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。
　　該拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)定子側(cè)直接通過(guò)不控整流橋與直流母線(xiàn)相連，轉(zhuǎn)子側(cè)通過(guò) PWM變換器與定子側(cè)共用一條直流母線(xiàn)，因?yàn)榕c傳統(tǒng)雙饋電機(jī)的區(qū)別主要集中在定子側(cè)，所以對(duì)定子側(cè)系統(tǒng)進(jìn)行了建模分析，詳細(xì)分析了當(dāng)定子側(cè)為不控整流橋時(shí)定子側(cè)的電壓電流、功率、諧波等方面的特性，并結(jié)合轉(zhuǎn)子側(cè)特性綜合分析了系統(tǒng)的整體特性。最后為了提高新系統(tǒng)的能量傳遞效率，降低能

3、量損耗，詳細(xì)研究了系統(tǒng)的損耗模型，通過(guò)對(duì)系統(tǒng)的損耗求導(dǎo)，得到其最小值，并描繪出了最優(yōu)的轉(zhuǎn)子電流dq分量比例關(guān)系，同時(shí)使用MATLAB仿真，驗(yàn)證了以上理論分析的正確性。
　　其次本文在詳細(xì)的模型分析基礎(chǔ)上，提出了兩種基于氣隙磁鏈定向的矢量控制方法。與傳統(tǒng)的磁鏈定向目的不同，在本系統(tǒng)中氣隙磁鏈定向的目的是保證轉(zhuǎn)子側(cè)勵(lì)磁產(chǎn)生均勻的氣隙磁場(chǎng)。針對(duì)氣隙磁鏈定向下的系統(tǒng)，本文研究了轉(zhuǎn)子電流環(huán)的調(diào)節(jié)器設(shè)計(jì)，并計(jì)算得出了其前饋補(bǔ)償項(xiàng)，通過(guò)引入該補(bǔ)

4、償項(xiàng)，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)轉(zhuǎn)子電流dq兩軸的解耦，又可以?xún)?yōu)化定子側(cè)開(kāi)路時(shí)系統(tǒng)的性能。由于定子側(cè)不控整流器的影響，使系統(tǒng)中含有大量的諧波，針對(duì)系統(tǒng)中含有的諧波分量，通過(guò)引入 PIR電流控制器，使轉(zhuǎn)子電流能更好的跟隨給定，從而有效抑制了有功功率波動(dòng)。
　　最后利用MATLAB搭建了系統(tǒng)的仿真平臺(tái)，并通過(guò)仿真對(duì)比分析驗(yàn)證了氣隙磁鏈定向的控制策略的可行性，以及利用最佳比例降低系統(tǒng)損耗的正確性。并搭建了以11KW雙饋風(fēng)力發(fā)電模擬平臺(tái)為基礎(chǔ)的新系統(tǒng)實(shí)