六相電勵磁同步風力發(fā)電機組的建模與控制研究.pdf

1、六相電勵磁同步風力發(fā)電機組成本低、發(fā)電效率高、可靠性好，在國內外不少風電場都有所應用。此類風電機組在結構上具有多相繞組、電勵磁和不可控整流的特點，所以其數學模型和控制策略與常見的變速恒頻風電機組也不盡相同。然而現階段尚未見到關于此類機組基礎性研究的報道。因此，本文對六相電勵磁同步風力發(fā)電機組的建模和控制進行了初步探討，主要內容概括如下：
　?、俜治隽肆嚯妱畲磐斤L力發(fā)電機組各組成部分和并網等值電路的數學模型，為后續(xù)研究奠定基礎。

2、其中以發(fā)電機為重點，根據其磁鏈方程和電壓方程分析了發(fā)電機的7階雙繞組模型和5階單繞組等效模型，并在此基礎上推導了發(fā)電機的實用參數。
　　②針對六相電勵磁同步風力發(fā)電機組，研究了一種基于直流電壓反饋的勵磁電壓控制方法和一種基于“轉速—有功電流”雙閉環(huán)的最大功率跟蹤控制策略。基于Simulink仿真環(huán)境，應用以上控制策略對風電機組的運行性能進行了仿真分析，仿真結果驗證了控制策略的正確性和有效性。
　　③建立了六相電勵磁同步風電機

3、組并網的7階簡化動態(tài)模型。該模型中忽略了整流和逆變過程中的動態(tài)變換以及諧波影響，重點考慮了風電機組的轉速變換、機電轉換和電磁變換以及直流電容的充放電動態(tài)過程。此外，由于缺少一個關于發(fā)電機端電壓的約束方程，基于Simulink電路仿真模型擬合了不可控整流器的―有功—無功‖運行特性。通過求解由風電機組和控制系統(tǒng)組成的高階代數微分方程，仿真分析了機組在不同風速下的運行工況，并與Simulink電路仿真模型中的結果進行了對比，從而驗證了簡化動態(tài)