雙饋型風力發(fā)電機組用變流器控制策略的研究.pdf

1、隨著能源消耗的不斷加劇，能源危機已經成為制約人類社會發(fā)展的頭等問題。傳統化石能源的不可再生性以及消耗過程中帶來的多種環(huán)境問題迫使人們尋找新的替代能源。在新能源中，風力發(fā)電以其技術及成本的優(yōu)勢已經具備了大規(guī)模裝機的條件，并且逐步向大單機容量、海上風電的方向發(fā)展。
　　 在風力發(fā)電機組中，采用雙饋感應發(fā)電機的變速恒頻系統能夠隨風速變化變速運行以保持恒頻輸出，有利于維持電網的穩(wěn)定；轉子側變換器的容量小(約為全功率的30％)，并且具有良

2、好的控制特性，因此雙饋式風力發(fā)電系統在風電機組中得到了廣泛應用。但我國的大功率機組控制及制造技術還主要靠從別國引進，自主研發(fā)能力仍有待增強。在這種背景下，本文設計了基于雙饋式感應電機的風力發(fā)電控制系統。
　　 本文對自然風速進行了建模仿真，分析了風力機的輸出功率和風能利用系數的關系，并在此基礎上利用直接轉速控制實現了最大風能追蹤；對風力發(fā)電系統在不同風速時的四種運行狀態(tài)進行了分析討論，為實現對轉子側變流器的控制提供了基礎。

3、>　　 分析了雙饋感應電機分別在三相靜止坐標系和兩相同步旋轉坐標系下的數學模型，并采用基于定子磁場定向的矢量控制技術對轉子側變流器設計了控制系統。在系統中采用了功率轉速雙閉環(huán)結構得到轉子側電流的參考值，由此采用電流滯環(huán)PWM控制技術對轉子側變流器實現了有功功率和無功功率的解耦控制。
　　 分析了網側變流器的拓撲結構以及數學模型，采用基于定子電壓定向的矢量控制技術對網側變流器設計了控制系統。在系統中應用了電流和電壓雙閉環(huán)結構，使

4、直流側電壓保持恒定，實現了在單位功率因數下的運行。
　　 分析了電網電壓跌落對系統的影響以及實現低壓穿越的幾種轉子側保護電路拓撲結構；采用二極管整流橋和IGBT加電阻的拓撲結構，在電網電壓發(fā)生三相對稱故障時采用dq變換法實時檢測電網電壓的跌落；并針對電壓跌落對系統的動態(tài)響應進行仿真。
　　 在PSCAD/EMTDC仿真環(huán)境中對系統進行了整體建模仿真。結果表明在不同的風速下該系統可以實現最大風能追蹤；轉子側變流器很好的實現