變速恒頻雙饋機風力發(fā)電的若干關鍵技術研究.pdf

1、在能源枯竭與環(huán)境污染問題日益嚴重的今天，風力發(fā)電已經成為綠色可再生能源的一個重要途徑。雙饋電機變速恒頻(VSCF)發(fā)電是通過對轉子繞阻的控制來實現(xiàn)的，而轉子回路流動的功率是由發(fā)電機運行范圍所決定的轉差功率，因而可以將發(fā)電機的同步轉速設定在整個運行范圍的中間。如果系統(tǒng)運行的轉差率范圍為±30％，則最大轉差功率僅為發(fā)電機額定功率的30％，因此交流勵磁變換器的容量可大大減小，從而降低成本。該變換器如果加上良好的控制策略，則系統(tǒng)運行將具有優(yōu)越的

2、穩(wěn)態(tài)和暫態(tài)運行性能，非常適用于風能這種隨機性強的能源形式。本文對變速恒頻雙饋機風力發(fā)電系統(tǒng)的若干關鍵技術，如空載柔性并網、帶載柔性并網、解列控制、最大功率點跟蹤、電網電壓不平衡運行、低電壓故障穿越等問題進行了深入研究，論文的主要工作如下： 根據交流勵磁變速恒頻風力發(fā)電的運行特點，將電網電壓定向的矢量控制方法應用在雙饋發(fā)電機的并網發(fā)電控制上。研究了一種基于電網電壓定向的雙饋機變速恒頻風力發(fā)電柔性并網控制策略，在變速條件下實現(xiàn)無電流

3、沖擊并網和輸出有功、無功功率的解耦控制，建立了交流勵磁發(fā)電機柔性并網及穩(wěn)態(tài)運行的控制模型，對柔性并網及其逆過程的解列分別進行了仿真和實驗研究。 提出了一種以向電網輸送凈電能最多為目標的最大功率點跟蹤控制策略，在不檢測風速情況下，能夠自動尋找并跟隨最大功率點，且不依賴風力機最佳功率特性曲線，提高了發(fā)電系統(tǒng)的凈輸出能力，具有良好的動、靜態(tài)性能。仿真和實驗結果證明了本控制策略的正確性和有效性。 對網側變換器分別進行了幅相控制和

4、直接電流控制策略的研究。結果表明：幅相控制策略簡單實用，可以得到正弦波電流，且波形諧波小，實現(xiàn)了單位功率因數(shù)運行，但響應速度相對較慢；而直接電流控制策略具有網側電流閉環(huán)控制，使網側電流動、靜態(tài)性能得到提高，實現(xiàn)對系統(tǒng)參數(shù)的不敏感，增強了電流控制系統(tǒng)的魯棒性，但算法相對復雜。 在電網不平衡條件下，如果以傳統(tǒng)的電網電壓平衡控制策略設計PWM整流器，會使系統(tǒng)出現(xiàn)不正常的運行狀態(tài)。為了提高三相PWM整流器的運行性能，本文對電網電壓不平衡