全變速鼠籠異步風力發(fā)電機的雙PWM變流器控制策略研究.pdf

1、相比于其他風力發(fā)電機，鼠籠異步發(fā)電機結(jié)構(gòu)簡單堅固、可靠性高、維護及運行費用低、功率密度大，在數(shù)千千瓦以下的風力發(fā)電應用場合，使用鼠籠異步發(fā)電機是一種值得考慮的選擇方案。目前，鼠籠異步風力發(fā)電機系統(tǒng)還是一種新興技術，其技術還不成熟，沒有大規(guī)模商業(yè)化。并網(wǎng)鼠籠異步發(fā)電機系統(tǒng)性能主要由電機側(cè)變流器和電網(wǎng)側(cè)逆變器的控制特性決定，本文針對全變速鼠籠異步風力發(fā)電機雙PWM交流器系統(tǒng)的發(fā)電機側(cè)變流器和并網(wǎng)逆變器的控制策略進行研究，旨在提高鼠籠異步風力

2、發(fā)電機系統(tǒng)的高效率風能轉(zhuǎn)換和控制的可靠性。
　　首先分析了鼠籠異步風力發(fā)電機系統(tǒng)中風輪機、鼠籠異步發(fā)電機、PWM變流器的數(shù)學模型，在此基礎上研究了基于鼠籠異步發(fā)電機轉(zhuǎn)子磁場定向控制策略和并網(wǎng)逆變器電網(wǎng)電壓定向控制策略的雙PWM變流器控制策略，進行了離線仿真驗證和實物實驗，分析了鼠籠異步發(fā)電機建壓特點和雙PWM變流器并網(wǎng)特性。
　　針對鼠籠異步發(fā)電機和并網(wǎng)逆變器基于dq旋轉(zhuǎn)坐標系的矢量控制涉及旋轉(zhuǎn)坐標變換，提出一種基于abc自

3、然坐標系的鼠籠異步發(fā)電機轉(zhuǎn)子磁場定向控制策略，以及基于abc自然坐標系的并網(wǎng)逆變器虛擬磁鏈定向控制策略，所提控制策略均在自然坐標系實現(xiàn)，無需坐標變換、結(jié)構(gòu)簡單。分別進行了離線仿真和實驗驗證，比較了基于dq旋轉(zhuǎn)坐標系的矢量控制和基于abc自然坐標的定向控制代碼執(zhí)行時間，試驗結(jié)果表明和傳統(tǒng)基于dq旋轉(zhuǎn)坐標矢量控制相比所提控制策略在獲得相同控制效果的前提下，節(jié)省了微控制器的運算時間。
　　為了減少控制策略對發(fā)電機參數(shù)的依賴性以及需要電流

4、內(nèi)環(huán)控制的問題，本文研究了基于SVPWM的鼠籠異步發(fā)電機直接轉(zhuǎn)矩控制策略，并進行了離線仿真和實驗，實驗結(jié)果驗證了控制策略的有效性，和矢量控制相比只需發(fā)電機的定子電阻參數(shù)，增強了系統(tǒng)的魯棒性。
　　最后，采用Q8系統(tǒng)運行鼠籠異步發(fā)電機和PWM變流器的數(shù)學模型結(jié)合TMS320F28335數(shù)字處理器進行硬件在環(huán)實驗，分別針對鼠籠異步發(fā)電機轉(zhuǎn)子磁場定向控制和基于自然坐標系的并網(wǎng)逆變器虛擬磁鏈定向控制策略編寫DSP的C代碼程序，進行了數(shù)字化