交流勵磁變速恒頻風力發(fā)電系統(tǒng)控制策略的研究.pdf

1、近年來，風能作為一種可再生的清潔能源日益受到世界各國的廣泛重視，其中交流勵磁變速恒頻風力發(fā)電技術已經是風力發(fā)電中的一大重點課題。交流勵磁發(fā)電機可改善電力系統(tǒng)穩(wěn)定性，其轉子轉速可變，具有獨立的有功、無功功率調節(jié)能力，尤其是利用變速恒頻技術后可大大提高風能的利用率。 本文對交流勵磁變速恒頻風力發(fā)電系統(tǒng)的控制策略進行了深入研究。首先介紹了交流勵磁電機的優(yōu)點，分析了雙饋電機(DFIG)作變速恒頻運行的原理，得出了雙饋電機在三相靜止坐標系

2、下的數學模型；通過坐標變換技術，詳細推導了雙饋電機在兩相同步旋轉坐標系下的數學模型，為后面的研究奠定了理論基礎。其次，基于雙饋電機兩相旋轉坐標系下的數學模型，運用定子磁場定向矢量控制技術，分析了交流勵磁變速恒頻風力發(fā)電的并網控制，建立了空載并網控制方案，以實現“柔性并網”，并且對負載并網控制也進行了理論研究。再次，介紹了風力發(fā)電系統(tǒng)最大風能追蹤的實現機理，確定了通過對雙饋電機進行有功、無功功率解耦控制間接實現最大風能追蹤的方案，建立了基

3、于定子磁鏈定向的DFIG有功、無功功率解耦控制策略。最后，對于風力發(fā)電系統(tǒng)中的勵磁變換器進行了研究。介紹了雙PWM變換器的優(yōu)點，分析了網側變換器在三相靜止坐標系下及兩相同步旋轉坐標系下的數學模型，在此基礎上建立了基于電網電壓矢量定向的網側變換器的控制策略，以實現網側變換器交流側單位功率因數控制和直流環(huán)節(jié)電壓的恒定。 本文利用MATLAB/SIMULINK的軟件平臺，建立了相應的仿真模型，對網側變換器控制策略、空載并網控制策略以及