無刷雙饋風力發(fā)電系統(tǒng)的矩陣變換器勵磁控制研究.pdf

1、風能蘊藏量豐富、潔凈無污染、開發(fā)利用歷史久、商業(yè)利用價值高等,是21世紀最具競爭力的新能源。目前,風能的主要利用形式是風力發(fā)電,因此風力發(fā)電技術的深入研究對我國乃至世界經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展有重大的意義。矩陣變換器是一類新型的交交功率變換器,與傳統(tǒng)的變換器相比,優(yōu)點是：⑴電能直接雙向流動,可實現(xiàn)真正的四象限運行；⑵輸入和輸出電流、電壓均為正弦波；⑶可實現(xiàn)輸出電壓幅值、頻率和網(wǎng)側功率因數(shù)的獨立控制。采用矩陣變換器勵磁的無刷雙饋變速恒頻風力發(fā)電系

2、統(tǒng),矩陣變換器與無刷雙饋發(fā)電機的控制繞組相連接,只需處理轉差功率。通過有功功率和無功功率的解耦控制,可實現(xiàn)風能的最大功率跟蹤控制；通過改變矩陣變換器的輸出電能頻率調(diào)節(jié)無刷雙饋發(fā)電機的輸出電功率的頻率,實現(xiàn)變速恒頻發(fā)電控制。
　　 本研究從能源與可持續(xù)發(fā)展的角度,通過較為詳盡的數(shù)據(jù),分析了國內(nèi)外風力發(fā)電、矩陣變換器和無刷雙饋風力發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)展狀況、前景和存在問題。通過對比分析矩陣變換器的調(diào)制算法和換流策略,在空間矢量算法的基礎上,

3、提出矩陣變換器的閉環(huán)控制算法；基于MATLAB/Simulink平臺進行建模和仿真,驗證了閉環(huán)算法在抗隨機干擾、降低諧波等方面的有效性；研究了矩陣變換器換流困難的原因及四步換流策略,根據(jù)換流死區(qū)問題提出自適應換流算法。通過研究矩陣變換器有功功率和無功功率傳遞的原理、無刷雙饋發(fā)電機的結構和數(shù)學模型、風能最大捕獲控制的方法,建立了矩陣變換器勵磁的無刷雙饋風力發(fā)電系統(tǒng),構建了系統(tǒng)的模擬實驗平臺并進行了相關試驗。在搭建的5Kw矩陣變換器樣機上進