雙饋風力發(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、環(huán)境污染日漸嚴重的今天，迫使人們考慮新能源和可再生能源的開發(fā)和利用問題。其中風能由于其突出的優(yōu)點而倍受世界各國關(guān)注，風力發(fā)電技術(shù)也成為各國學者競相研究的熱點。以雙饋電機作為發(fā)電機運行的風力發(fā)電系統(tǒng)，利用變速恒頻技術(shù)大大提高了風能的利用率。在該系統(tǒng)中，交流勵磁電源的設計與控制是關(guān)鍵。本文主要圍繞雙饋風力發(fā)電系統(tǒng)用雙PWM變換器及其相關(guān)控制技術(shù)展開研究。 本文介紹了國內(nèi)外風力發(fā)電技術(shù)的研究現(xiàn)狀，分析了雙PWM變換

2、器勵磁的變速恒頻風力發(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，通過對雙饋發(fā)電機在三相靜止坐標系下的數(shù)學模型和兩相旋轉(zhuǎn)坐標系下的數(shù)學模型的研究，提出了基于定子磁場定向矢量控制策略，實現(xiàn)了雙饋發(fā)電機有功功率和無功功率的解耦。根據(jù)風能的捕獲特點和風力機的運行特性，研究了最大風能捕獲原理和控制。在MATLAB/SIMULINK平臺下進行了仿真，仿真結(jié)果證明了控制方法的正確性。 分析了網(wǎng)側(cè)PWM變換器的拓撲結(jié)構(gòu)和數(shù)學模

3、型，提出了電壓電流雙閉環(huán)控制和預測電流控制，重點討論了基于電網(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)控制和直流母線電壓控制。最后的仿真驗證了雙PWM變頻器具有輸入輸出特性好、諧波少、能量可以雙向流動等特點。 最后，設計了一套基于DSP的雙饋風電模擬系統(tǒng)，系統(tǒng)采用一臺5.5kW的繞線式異步電機做發(fā)電機，用直流電動機代替模擬風力機，使用兩個DSP分別控制網(wǎng)側(cè)和轉(zhuǎn)子側(cè)PWM變換器，論文詳細介紹了電壓電