雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)用雙PWM變換器的研究.pdf

1、在能源消耗日益增長(zhǎng)、環(huán)境污染日漸嚴(yán)重的今天，迫使人們考慮新能源和可再生能源的開(kāi)發(fā)和利用問(wèn)題。其中風(fēng)能由于其突出的優(yōu)點(diǎn)而倍受世界各國(guó)關(guān)注，風(fēng)力發(fā)電技術(shù)也成為各國(guó)學(xué)者競(jìng)相研究的熱點(diǎn)。以雙饋電機(jī)作為發(fā)電機(jī)運(yùn)行的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，利用變速恒頻技術(shù)大大提高了風(fēng)能的利用率。在該系統(tǒng)中，交流勵(lì)磁電源的設(shè)計(jì)與控制是關(guān)鍵。本文主要圍繞雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)用雙PWM變換器及其相關(guān)控制技術(shù)展開(kāi)研究。 本文介紹了國(guó)內(nèi)外風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的研究現(xiàn)狀，分析了雙PWM變換

2、器勵(lì)磁的變速恒頻風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的基本原理。討論了轉(zhuǎn)子側(cè)PWM變換器的功能和控制方法，通過(guò)對(duì)雙饋發(fā)電機(jī)在三相靜止坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型和兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型的研究，提出了基于定子磁場(chǎng)定向矢量控制策略，實(shí)現(xiàn)了雙饋發(fā)電機(jī)有功功率和無(wú)功功率的解耦。根據(jù)風(fēng)能的捕獲特點(diǎn)和風(fēng)力機(jī)的運(yùn)行特性，研究了最大風(fēng)能捕獲原理和控制。在MATLAB/SIMULINK平臺(tái)下進(jìn)行了仿真，仿真結(jié)果證明了控制方法的正確性。 分析了網(wǎng)側(cè)PWM變換器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和數(shù)學(xué)模

3、型，提出了電壓電流雙閉環(huán)控制和預(yù)測(cè)電流控制，重點(diǎn)討論了基于電網(wǎng)電壓定向的雙閉環(huán)矢量控制方法，以期實(shí)現(xiàn)網(wǎng)側(cè)PWM變換器交流側(cè)單位功率因數(shù)控制和直流母線(xiàn)電壓控制。最后的仿真驗(yàn)證了雙PWM變頻器具有輸入輸出特性好、諧波少、能量可以雙向流動(dòng)等特點(diǎn)。 最后，設(shè)計(jì)了一套基于DSP的雙饋風(fēng)電模擬系統(tǒng)，系統(tǒng)采用一臺(tái)5.5kW的繞線(xiàn)式異步電機(jī)做發(fā)電機(jī)，用直流電動(dòng)機(jī)代替模擬風(fēng)力機(jī)，使用兩個(gè)DSP分別控制網(wǎng)側(cè)和轉(zhuǎn)子側(cè)PWM變換器，論文詳細(xì)介紹了電壓電