本文關鍵詞：雙饋異步風力發(fā)電機直接轉矩控制的研究

  更多相關文章： 風力發(fā)電 最大風能追蹤 雙饋異步發(fā)電機 直接轉矩控制

【摘要】：隨著煤和石油等傳統(tǒng)化石能源的瀕臨枯竭,環(huán)境污染問題日益嚴重,可再生清潔能源成為可持續(xù)發(fā)展重要支撐,風能作為可再生的清潔能源之一,在發(fā)電技術領域中具有極大的發(fā)展?jié)摿�。當前風力發(fā)電機組類型中,永磁直驅(qū)式和雙饋異步式占據(jù)市場的份額越來越大,我國新增的大型風電機組中,絕大部分為雙饋異步式。但由于雙饋異步風力發(fā)電機勵磁變換器容量小,對整個雙饋風力發(fā)電機組的控制能力弱,故其變換器的穩(wěn)定性控制策略占據(jù)著至關重要的地位。目前國內(nèi)外,矢量控制技術在雙饋風力發(fā)電機中的應用已趨成熟,但其控制響應過慢,且控制過程相對復雜。專家們希望通過更為簡單的控制策略,實現(xiàn)對雙饋風力發(fā)電機的運行控制,而首選當然是目前研究較多的直接轉矩控制。直接轉矩控制主要思想是對發(fā)電機電磁轉矩和磁鏈進行控制,控制過程簡單,響應較快。但目前直接轉矩控制技術仍存在不足,研究尚未成熟。本文針對雙饋風力發(fā)電機直接轉矩控制技術進行研究,希望對雙饋風力發(fā)電機的未來的控制技術發(fā)展的應用能有所幫助。首先,概要介紹了風力發(fā)電的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢;介紹了當前主流的雙饋風電變換器控制方法;總結了國內(nèi)外直接轉矩控制技術的研究現(xiàn)狀及目前直接轉矩控制技術中存在的不足。其次,通過了解空氣動力學基本原理相關知識和雙饋風力發(fā)電機結構,建立了三相靜止坐標系下和兩相旋轉坐標系的雙饋風力發(fā)電機數(shù)學模型。再次,深入分析雙饋風力發(fā)電機傳統(tǒng)的直接轉矩控制原理,在總結當前直接轉矩控制系統(tǒng)中存在的不足之上,提出了一種新型電壓幅值和相角估算的直接轉矩控制方法。該新型方法通過磁鏈和轉矩誤差估算出參考轉子電壓及轉子電壓相角,送入SVPWM單元進行開關信號調(diào)制,將調(diào)制信號送入轉子側逆變器,實現(xiàn)對發(fā)電機轉子側的運行控制。最后,在Simulink平臺下對傳統(tǒng)和新型直接轉矩控制方法進行仿真比較,仿真結果表明,新型直接轉矩控制系統(tǒng)雖在低速運行時的控制效果仍然不理想,但其在額定風速附近、額定風速以上風速變化情況下和電網(wǎng)故障條件下,降低了風電系統(tǒng)調(diào)節(jié)時間;并避免了傳統(tǒng)直接轉矩控制中變換器開關頻率不固定的不足。對變換器的控制效果較為理想。對實際雙饋異步風力發(fā)電機控制系統(tǒng)的設計和調(diào)試具有一定的指導意義。
【關鍵詞】：風力發(fā)電 最大風能追蹤 雙饋異步發(fā)電機 直接轉矩控制
【學位授予單位】：華北電力大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TM315
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-19
• 1.1 課題研究的背景及意義10-11
• 1.2 風力發(fā)電的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢11-15
• 1.2.1 風力發(fā)電的發(fā)展現(xiàn)狀11-13
• 1.2.2 風力發(fā)電發(fā)展趨勢13-15
• 1.3 雙饋異步風力發(fā)電機的控制方法15-16
• 1.4 直接轉矩控制控制技術的研究現(xiàn)狀16-17
• 1.5 本文研究的主要內(nèi)容17-19
• 第2章 雙饋風力發(fā)電機系統(tǒng)理論及建模19-30
• 2.1 空氣動力學基本原理19-22
• 2.1.1 風能轉換基本理論19-20
• 2.1.2 風力機運行特性及控制策略20-22
• 2.2 雙饋風力發(fā)電機的結構及功率流動22-23
• 2.2.1 雙饋風力發(fā)電機系統(tǒng)結構22
• 2.2.2 雙饋風力發(fā)電機運行原理及功率流動22-23
• 2.3 雙饋風力發(fā)電機的數(shù)學模型23-30
• 2.3.1 三相靜止坐標系下DFIG的數(shù)學模型23-28
• 2.3.2 兩相旋轉d-q坐標系下DFIG的數(shù)學模型28-30
• 第3章 雙饋風力發(fā)電機直接轉矩控制的研究30-47
• 3.1 傳統(tǒng)直接轉矩控制的基本原理30-36
• 3.1.1 理想電壓型逆變器數(shù)學模型31-32
• 3.1.2 空間電壓矢量的形成及分布32-33
• 3.1.3 空間電壓矢量對磁鏈和電磁轉矩的影響33-36
• 3.2 傳統(tǒng)DTC的結構及仿真實現(xiàn)36-40
• 3.2.1 磁鏈和轉矩的計算36-38
• 3.2.2 磁鏈和轉矩的控制38-39
• 3.2.3 開關電壓矢量表39-40
• 3.2.4 脈沖形成40
• 3.3 新型直接轉矩控制的研究40-46
• 3.3.1 新型直接轉矩控制的原理及結構40-41
• 3.3.2 新型直接轉矩控制實現(xiàn)41-46
• 3.4 小結46-47
• 第4章 雙饋風力發(fā)電機DTC的仿真討論47-54
• 4.1 MATLAB/Simulink平臺下兩種DTC模型的驗證47-48
• 4.2 兩種DTC的仿真比較48-53
• 4.3 小結53-54
• 第5章 總結與展望54-56
• 5.1 總結54
• 5.2 展望54-56
• 附錄56-58
• 參考文獻58-61
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文及其它成果61-62
• 致謝62

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本文編號：733237