基于雙饋異步發(fā)電機的變速恒頻風力發(fā)電系統(tǒng)控制模型的仿真研究


2.4萬字 72頁 原創(chuàng)作品，通過查重系統(tǒng)



摘要

在人們對PM2.5，PM10日益關(guān)注的今天，環(huán)境危機已成為一個社會話題，人們期待看到APEC藍，期待改善生活環(huán)境。在此大背景下，清潔能源越來越受到人們的重視。風能作為一種可再生的清潔能源，對于環(huán)保，對于改善能源結(jié)構(gòu)有著非比尋常的意義。風力發(fā)電技術(shù)也受到國家的大力支持，其中變速恒頻風力發(fā)電技術(shù)是現(xiàn)代風力發(fā)電的主流趨勢。
本文介紹了國內(nèi)，國外風電發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢，并對變速恒頻風力發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和基本原理進行了簡要的介紹。在參考有關(guān)風力發(fā)電機組文獻和書籍資料的基礎(chǔ)上，總結(jié)了風力發(fā)電機組建模技術(shù)與控制技術(shù)，建立了風速模型、風力機模型、機械傳動系統(tǒng)模型、雙饋異步發(fā)電機模型、變頻器模型及發(fā)電機電氣控制部分的變速恒頻風力發(fā)電機組的整體動態(tài)模型。
對雙饋異步發(fā)電機的運行理論進行了分析，對雙饋異步發(fā)電機的數(shù)學模型、坐標變換、運行特性及功率關(guān)系進行了理論推導(dǎo)，為全文奠定了理論基礎(chǔ)。在控制策略上，將磁場定向矢量控制技術(shù)應(yīng)用到雙饋異步發(fā)電機的運行控制上，形成了基于定子磁鏈定向的雙饋異步發(fā)電機有功、無功功率解棍控制策略。在考慮實現(xiàn)變速恒頻時，對轉(zhuǎn)子勵磁變頻器的要求的基礎(chǔ)上，探討了雙PWM型變頻器的結(jié)構(gòu)、特點、調(diào)制方法，采用了電壓空間矢量—SVPWM控制技術(shù)。
在額定風速以下，采取最大功率點追蹤—MPPT原理，以快速跟蹤風速的變化，獲取最大功率；在額定風速以上，采取變槳距控制。最后，利用MATLAB中Simulink，建立了基于雙饋異步發(fā)電機的變速恒頻風力發(fā)電系統(tǒng)控制仿真模型，并在不同風速下進行了仿真實驗。仿真結(jié)果表明，控制系統(tǒng)在低風速時很好的跟蹤了最佳葉尖速比，在高風速時得到了穩(wěn)定的輸出功率。檢驗了前面所述的基本理論、控制策略和所建模型的正確性。


關(guān)鍵詞：風力發(fā)電；變速恒頻；控制仿真；雙饋異步發(fā)電機；矢量控制；MPPT；變槳距控制