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《交流勵磁變速恒頻風力發(fā)電技術 100119》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在教育資源-天天文庫。
1、交流勵磁變速恒頻風力發(fā)電技術浙江大學賀益康教授到2006年底，全球裝機容量達到7422萬kW。在最近的5年內，風力發(fā)電以約30％的增長率逐年遞增。全球風力發(fā)電的概況風力發(fā)電的發(fā)展現況全球風電的總容量和年裝機容量的變化情況風電機組單機容量的增長情況風力發(fā)電的發(fā)展現況現代化的風力發(fā)電，已不只是一臺風力機和一臺發(fā)電機的簡單組合，而是一個高度集成了空氣動力學、機械學、電機學、電力電子學、微電子學、計算機科學以及電力系統分析、繼電保護技術、先進控制技術和數據通訊等各方面知識為一體的復雜的機電能量轉換系統。風力發(fā)電技術的發(fā)展概
2、況發(fā)展趨勢MW級單機容量的發(fā)電系統運行風力機的變槳距功率調節(jié)方式發(fā)電機的變速恒頻發(fā)電方式風力機與發(fā)電機直接驅動方式從陸地到海洋拓展電網故障下風電系統的不間斷運行方式風力發(fā)電技術的發(fā)展概況風力發(fā)電技術的分類定漿矩變漿矩恒速恒頻變速恒頻定漿矩恒速恒頻定漿矩變速恒頻變漿矩恒速恒頻變漿矩變速恒頻風力發(fā)電技術的發(fā)展概況變速恒頻發(fā)電方式風力發(fā)電技術的發(fā)展概況優(yōu)點提高能量轉換效率(最大風能追蹤控制)改善原動機運行狀況，延長其工作壽命便于發(fā)電機的并網(“柔性”并網)類型全功率變換變速恒頻風力發(fā)電系統轉差功率變換變速恒頻風力發(fā)電系統
3、全功率變換的變速恒頻風力發(fā)電系統（含齒輪箱）風力發(fā)電技術的發(fā)展概況全功率變換的變速恒頻風力發(fā)電系統（永磁直驅型）風力發(fā)電技術的發(fā)展概況轉差功率變換（雙饋異步發(fā)電機(DFIG)）變速恒頻風力發(fā)電系統風力發(fā)電技術的發(fā)展概況關鍵技術研究變速恒頻雙饋發(fā)電技術P、Q解耦、最大風能追蹤控制機理“柔性”并網控制技術變速恒頻實現機理DFIG基本運行控制交流勵磁電源電網故障下DFIG風電系統運行與控制變速恒頻雙饋風力發(fā)電對勵磁電源的要求電網電壓對稱故障下DFIG風電系統不間斷運行電網電壓不對稱故障下DFIG風電系統控制策略討論VSC
4、F的實現機理DFIG運行控制恒定nmf2DFIG的優(yōu)勢轉子勵磁電流幅值、相位、頻率均可調有功功率、無功功率均可調可實現變速恒頻運行，適用于風力、潮汐等綠色發(fā)電領域可實現與電網的柔性并網，并網特性優(yōu)良雙饋異步發(fā)電機(DFIG)運行控制VSCF風力發(fā)電系統運行區(qū)域最大風能追蹤機理并網控制區(qū)域風力機變漿矩運行，控制機組轉速，同時對發(fā)電機進行并網控制轉速控制最大風能追蹤區(qū)域控制機組轉速以追蹤最大風能，風能系數保持恒定，為最佳值轉速控制轉速限制區(qū)域轉速控制風力機變漿矩運行，控制機組轉速為最高轉速，防止轉速越限。風力機變漿矩運
5、行，控制機組功率為最大功率，防止功率越限。功率控制功率限制區(qū)域額定風速風力機運行特性風力機輸入風能，輸出機械能。其輸出功率為：其中Cp為風能轉換系數，與葉尖速比λ、漿葉節(jié)距角β有關。λ＝ωwRw/v。風力機最佳功率為：最大風能追蹤機理1.實現最大風能追蹤，本質就是在風速發(fā)生變化時調節(jié)機組轉速，保持最佳葉尖速比。2.實現最大風能追蹤，可以通過風力機控制實現，也可以通過發(fā)電機控制實現。3.實現最大風能追蹤，可以檢測風速，也可以不檢測風速。采用不需要檢測風速、通過發(fā)電機功率控制實現最大風能追蹤的方案。其原理是：通過控制發(fā)
6、電機輸出功率來控制機組轉速，以求在風速變化時保持最佳葉尖速比，實現最大風能追蹤。最大風能追蹤實現最大風能追蹤機理DFIG的P、Q解耦矢量控制策略DFIG的控制目的：實現P、Q解耦控制，進而實現最大風能追蹤將矢量變換技術移植到DFIG控制上，導出基于定子磁鏈定向的DFIG矢量控制策略。最大風能追蹤機理須建立M-T同步旋轉坐標系中DFIG數學模型定子電壓方程:轉子電壓方程:定子磁鏈方程:轉子磁鏈方程:轉矩方程:運動方程:同步旋轉坐標系中DFIG的數學模型DFIG的數學模型坐標變換DFIG運行控制DFIG的P、Q解耦矢量
7、控制策略在定子磁鏈定向下：其中最大風能追蹤機理根據DFIG數學模型得定子磁鏈定向條件下轉子電壓方程為其中前者是分別與im2﹑it2具有一階微分關系的解耦分量，后者為補償分量。由此可設計出基于定子磁鏈定向的DFIG的P、Q解耦矢量控制策略。定子磁鏈定向下發(fā)電機的功率方程為定子磁鏈定向有功功率﹑無功功率分別與定子電流在m、t軸上的分量成正比，調節(jié)轉矩電流分量it1和勵磁電流分量im1可分別獨立調節(jié)有功和無功功率。最大風能追蹤機理最大風能追蹤機理基于定子磁鏈定向的DFIG的P、Q解耦矢量控制最大風能追蹤機理交流勵磁變速恒
8、頻風力發(fā)電實驗系統結構圖最大風能追蹤捕獲實驗最大風能追蹤機理實驗裝置P、Q解耦變速恒頻運行實驗結果P1=2000W,Q1=0VarP1=0W,Q1=3000VarP1=0W,Q1=-3000VarP1=2000W,Q1=3000Varnm=850r/min,各種輸出情況下DFIG定子電壓、電流最大風能追蹤機理nm=850r/minnm=1000r/minnm
