無(wú)刷雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的矩陣變換器勵(lì)磁控制研究.pdf

1、風(fēng)能蘊(yùn)藏量豐富、潔凈無(wú)污染、開(kāi)發(fā)利用歷史久、商業(yè)利用價(jià)值高等,是21世紀(jì)最具競(jìng)爭(zhēng)力的新能源。目前,風(fēng)能的主要利用形式是風(fēng)力發(fā)電,因此風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的深入研究對(duì)我國(guó)乃至世界經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展有重大的意義。矩陣變換器是一類新型的交交功率變換器,與傳統(tǒng)的變換器相比,優(yōu)點(diǎn)是：⑴電能直接雙向流動(dòng),可實(shí)現(xiàn)真正的四象限運(yùn)行；⑵輸入和輸出電流、電壓均為正弦波；⑶可實(shí)現(xiàn)輸出電壓幅值、頻率和網(wǎng)側(cè)功率因數(shù)的獨(dú)立控制。采用矩陣變換器勵(lì)磁的無(wú)刷雙饋?zhàn)兯俸泐l風(fēng)力發(fā)電系

2、統(tǒng),矩陣變換器與無(wú)刷雙饋發(fā)電機(jī)的控制繞組相連接,只需處理轉(zhuǎn)差功率。通過(guò)有功功率和無(wú)功功率的解耦控制,可實(shí)現(xiàn)風(fēng)能的最大功率跟蹤控制；通過(guò)改變矩陣變換器的輸出電能頻率調(diào)節(jié)無(wú)刷雙饋發(fā)電機(jī)的輸出電功率的頻率,實(shí)現(xiàn)變速恒頻發(fā)電控制。
　　 本研究從能源與可持續(xù)發(fā)展的角度,通過(guò)較為詳盡的數(shù)據(jù),分析了國(guó)內(nèi)外風(fēng)力發(fā)電、矩陣變換器和無(wú)刷雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)展?fàn)顩r、前景和存在問(wèn)題。通過(guò)對(duì)比分析矩陣變換器的調(diào)制算法和換流策略,在空間矢量算法的基礎(chǔ)上,

3、提出矩陣變換器的閉環(huán)控制算法；基于MATLAB/Simulink平臺(tái)進(jìn)行建模和仿真,驗(yàn)證了閉環(huán)算法在抗隨機(jī)干擾、降低諧波等方面的有效性；研究了矩陣變換器換流困難的原因及四步換流策略,根據(jù)換流死區(qū)問(wèn)題提出自適應(yīng)換流算法。通過(guò)研究矩陣變換器有功功率和無(wú)功功率傳遞的原理、無(wú)刷雙饋發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)和數(shù)學(xué)模型、風(fēng)能最大捕獲控制的方法,建立了矩陣變換器勵(lì)磁的無(wú)刷雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng),構(gòu)建了系統(tǒng)的模擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)并進(jìn)行了相關(guān)試驗(yàn)。在搭建的5Kw矩陣變換器樣機(jī)上進(jìn)