開關(guān)磁阻風(fēng)電系統(tǒng)控制技術(shù)研究.pdf

1、近年來隨著能源問題的日益加劇,可再生能源的使用已經(jīng)成為能源結(jié)構(gòu)的必然發(fā)展趨勢。風(fēng)能因其簡單清潔,機動靈活的優(yōu)點,能夠切實滿足當(dāng)今社會的能源需求,風(fēng)力發(fā)電行業(yè)在我國正處于蓬勃興起的態(tài)勢。
　　本文主要基于開關(guān)磁阻發(fā)電機(Switched Reluctance Generator,SRG)在風(fēng)力發(fā)電場合的應(yīng)用,針對相關(guān)的控制技術(shù)展開了較為全面的探索,包括了詳盡的理論分析以及仿真研究。
　　首先,本文在查閱大量文獻資料的基礎(chǔ)上,簡

2、要總結(jié)了風(fēng)能資源利用的歷史及發(fā)展進程,介紹了幾種常用的變速風(fēng)力發(fā)電機組,并提出開關(guān)磁阻風(fēng)力發(fā)電機組的獨特優(yōu)勢,以及在國內(nèi)外取得的傲人成果,進一步明確了研究意義。
　　其次,闡述了開關(guān)磁阻發(fā)電系統(tǒng)的工作原理,針對其實際工作中的非線性進行了深入的分析,并討論了SRG的三種控制方式,對自勵模式下的發(fā)電、建壓過程進行了深入探討。在傅里葉級數(shù)的基礎(chǔ)上建立了SRG的非線性數(shù)學(xué)模型,并在MATLAB仿真平臺上構(gòu)建了相應(yīng)的仿真模型。
　　其

3、三,著重探討了電流斬波控制方式(CCC)下SRG系統(tǒng)的運行,對SRG開環(huán)與閉環(huán)狀態(tài)下的工作狀況進行比較,針對輸出電壓的諧波抑制問題,詳細闡述了電壓閉環(huán)控制系統(tǒng)的設(shè)計過程。電壓閉環(huán)控制器分別采用常規(guī)PID與模糊PID控制方式以達到穩(wěn)壓,并在此基礎(chǔ)上對濾波電容進行優(yōu)化,進而提出了等效串聯(lián)電阻的概念。仿真實驗證明,在中低風(fēng)速范圍下可以取得良好的控制效果。
　　其四,著重探討了SRG的角度位置控制(APC),針對單脈沖模式下,電壓閉環(huán)控制

4、器失效的問題,提出了勵磁角度的閉環(huán)控制策略,通過電機的工作狀態(tài)變化對開通角與關(guān)斷角進行動態(tài)調(diào)節(jié),從而控制繞組電流,保證輸出電壓的穩(wěn)定。仿真實驗證明,勵磁角度的閉環(huán)控制方案為SRG系統(tǒng)在高風(fēng)速、重負載等環(huán)境下的穩(wěn)定發(fā)電提供了有效的手段和工具。
　　其五,著重解決開關(guān)磁阻風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中交流輸出的電能質(zhì)量問題,提出利用SVPWM過調(diào)制技術(shù)作為逆變單元的技術(shù)支撐,在SRG風(fēng)電系統(tǒng)已經(jīng)獲得理想的直流輸出的基礎(chǔ)上,交流輸出的質(zhì)量就主要取決于逆