雙饋風(fēng)力發(fā)電機模型仿真與并網(wǎng)運行研究.pdf

1、隨著能源短缺日益突出，環(huán)境破壞嚴重，各國都開始致力于開發(fā)無污染無破壞的可再生新能源。風(fēng)能作為最有競爭力的可再生新能源已成為各國開發(fā)的重要目標(biāo)，并獲得初步明顯效益。恒速恒頻和變速恒頻風(fēng)力發(fā)電機是當(dāng)前的主要兩種風(fēng)力發(fā)電技術(shù)，其中變速恒頻雙饋風(fēng)力發(fā)電機以其高效使用性優(yōu)勢已成為當(dāng)前世界的主流機型和重要研究領(lǐng)域，具有廣闊發(fā)展前景。本文根據(jù)雙饋風(fēng)力發(fā)電機數(shù)學(xué)模型，進行基于矢量控制的雙饋風(fēng)力發(fā)電機模型仿真和并網(wǎng)運行特性仿真，仿真實驗結(jié)果驗證所建立的雙

2、饋風(fēng)力發(fā)電機并網(wǎng)仿真模型的正確性。研究應(yīng)用量子進化算法進行風(fēng)力發(fā)電機最大功率跟蹤優(yōu)化和風(fēng)電并網(wǎng)無功補償優(yōu)化。論文的主要工作及研究成果如下：
　　1、完成了雙饋風(fēng)力發(fā)電機模型仿真與并網(wǎng)運行仿真。首先，分析了雙饋風(fēng)力發(fā)電機的數(shù)學(xué)模型和風(fēng)力機仿真模型；其次，根據(jù)數(shù)學(xué)模型研究雙饋風(fēng)力發(fā)電機的控制策略，采用矢量控制實現(xiàn)有功和無功解耦，分析了雙PWM功率變換器數(shù)學(xué)模型，采用網(wǎng)側(cè)電壓定向矢量控制和轉(zhuǎn)子側(cè)定子磁鏈定向矢量控制，并引入滯環(huán)控制，簡化

3、控制過程，提高系統(tǒng)動態(tài)響應(yīng)?；陲L(fēng)力機的轉(zhuǎn)矩特性，分析雙饋風(fēng)力發(fā)電機最大風(fēng)能捕獲機理，得出其具有最大風(fēng)能跟蹤性能。最后，在PSCAD中完成雙饋風(fēng)力發(fā)電機模型仿真，進行仿真實驗，結(jié)果表明所建立的雙饋風(fēng)力發(fā)電機并網(wǎng)系統(tǒng)仿真模型能夠?qū)崿F(xiàn)有功和無功功率的解耦和最大功率追蹤，驗證了所建立的雙饋風(fēng)力發(fā)電機仿真模型的正確性和可行性。
　　2、研究了把雙饋風(fēng)力發(fā)電機并網(wǎng)最大功率轉(zhuǎn)化成優(yōu)化問題，應(yīng)用量子進化算法進行風(fēng)力發(fā)電最大功率追蹤優(yōu)化。分析了風(fēng)

4、力機風(fēng)能轉(zhuǎn)換原理，任意時刻下風(fēng)力機隨風(fēng)速變化時總存在唯一最大輸出功率點；研究了量子進化算法的隨機搜索算法，其具有較好的全局最優(yōu)快速搜索能力；根據(jù)二者特點分析應(yīng)用量子進化算法進行風(fēng)力發(fā)電最大功率追蹤優(yōu)化。通過把風(fēng)力發(fā)電最大功率跟蹤問題轉(zhuǎn)化成功率優(yōu)化問題，對風(fēng)力機功率進行優(yōu)化，在MATLAB中進行量子進化算法實現(xiàn)和在PSCAD中完成雙饋風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)模型仿真進行最大功率跟蹤優(yōu)化，仿真結(jié)果驗證了該方法的正確性，應(yīng)用量子進化算法進行最大功率追蹤的

5、方法不但能夠追蹤風(fēng)力發(fā)電機當(dāng)前最大輸出功率，而且優(yōu)化了基于數(shù)學(xué)模型的控制結(jié)構(gòu)。
　　3、研究了雙饋風(fēng)力發(fā)電機并網(wǎng)無功補償優(yōu)化方法，研究應(yīng)用量子進化算法進行風(fēng)電場無功補償優(yōu)化方法。分析了風(fēng)電場在潮流計算中的處理方法，研究了量子進化算法的全局尋優(yōu)過程，研究應(yīng)用量子進化算法進行風(fēng)電場無功補償優(yōu)化。該方法目標(biāo)函數(shù)同時考慮風(fēng)力發(fā)電機功率因數(shù)和機端電壓兩方面因素，即風(fēng)電場無功電壓特性，對不同風(fēng)速下電場并網(wǎng)進行無功補償優(yōu)化。在MATLAB中通過