2MW風(fēng)力發(fā)電變槳驅(qū)動(dòng)控制策略研究.pdf

1、近年來(lái)，由于日益嚴(yán)峻的環(huán)境問(wèn)題，以風(fēng)電和光伏產(chǎn)業(yè)為代表的新能源產(chǎn)業(yè)迅速崛起。尤其是風(fēng)力發(fā)電產(chǎn)業(yè)，大型變流器技術(shù)的進(jìn)步以及風(fēng)力發(fā)電成本的降低，風(fēng)力發(fā)電將迎來(lái)大規(guī)模開(kāi)發(fā)的階段，而風(fēng)機(jī)變槳技術(shù)作為風(fēng)力發(fā)電的關(guān)鍵技術(shù)之一，能夠提高風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行效率和運(yùn)行安全性，將成為研究的熱點(diǎn)。
　　本文主要對(duì)風(fēng)機(jī)變槳驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行以下方面的研究：
　　首先，對(duì)帶有變槳驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行分析，建立其輸入輸出數(shù)學(xué)模型，分析槳距角變

2、化對(duì)風(fēng)力機(jī)運(yùn)行狀態(tài)的影響。而后建立變槳風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的仿真模型，對(duì)其在不同風(fēng)力條件下的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行仿真，研究其功率、槳距角、轉(zhuǎn)矩的輸出特性。根據(jù)變槳距風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的仿真結(jié)果以及2MW風(fēng)機(jī)發(fā)電機(jī)組槳葉參數(shù)和變槳要求，通過(guò)分析和計(jì)算確定采用的變槳電機(jī)類(lèi)型以及基本技術(shù)參數(shù)。根據(jù)計(jì)算出的技術(shù)參數(shù)，同時(shí)根據(jù)實(shí)際風(fēng)場(chǎng)中的實(shí)際條件，確定變槳驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)所采用的轉(zhuǎn)差頻率較正和電壓反饋補(bǔ)償弱磁控制策略。
　　其次，對(duì)感應(yīng)電機(jī)數(shù)學(xué)模型進(jìn)行分析，建立了轉(zhuǎn)子磁

3、場(chǎng)定下感應(yīng)電機(jī)的數(shù)學(xué)模型，同時(shí)搭建了感應(yīng)電機(jī)間接矢量控制仿真模型，并對(duì)轉(zhuǎn)差頻率校正算法進(jìn)行理論分析，在上文基礎(chǔ)上搭建仿真模型，對(duì)轉(zhuǎn)差頻率校正算法的啟動(dòng)特性和轉(zhuǎn)子電阻參數(shù)的魯棒性進(jìn)行了仿真。對(duì)轉(zhuǎn)矩和勵(lì)磁電流、校正量等關(guān)鍵參數(shù)的仿真結(jié)果進(jìn)行理論分析，并與傳統(tǒng)算法進(jìn)行對(duì)比，證明了理論分析的正確性。
　　之后，對(duì)感應(yīng)電機(jī)弱磁運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行分析，在此基礎(chǔ)上對(duì)電壓閉環(huán)反饋補(bǔ)償?shù)娜醮潘惴ㄟM(jìn)行研究和分析，搭建仿真模型，并從升速時(shí)間、電流畸變和弱磁效

4、果等方面與傳統(tǒng)弱磁算法進(jìn)行了對(duì)比，電壓閉環(huán)反饋補(bǔ)償?shù)娜醮潘惴ǖ娜醮判Ч?，而且能夠消除母線電壓跌落對(duì)轉(zhuǎn)速的影響。
　　最后，搭建了以英飛凌XMC4200為控制器的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，并完成了風(fēng)機(jī)變槳驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)控制算法設(shè)計(jì)。針對(duì)轉(zhuǎn)差頻率校正算法對(duì)變槳驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能以及電機(jī)參數(shù)魯棒性的提升進(jìn)行了測(cè)試，并對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析。對(duì)電壓閉環(huán)反饋補(bǔ)償?shù)娜醮潘惴ǎ谡Ｈ醮艆^(qū)運(yùn)行以及母線電壓跌落弱磁區(qū)運(yùn)行時(shí)的各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行了測(cè)試，并對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。最后