變速恒頻雙饋風力發(fā)電系統(tǒng)雙PWM變換器畢業(yè)論文

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1、畢業(yè)論文變速恒頻雙饋風力發(fā)電系統(tǒng)雙PWM變換器1、摘要22、變速恒頻雙饋風力發(fā)電變換器概述32.1研究背景32.3創(chuàng)新點42.4技術領域42.5技術優(yōu)勢52.6技術關鍵和主要技術指標62.7使用說明書73、變速恒頻雙饋風力發(fā)電系統(tǒng)網(wǎng)側變換器控制123.1基于Pi控制器的電網(wǎng)電壓定向控制123.1.1網(wǎng)側變換器數(shù)學模型123.1.2控制系統(tǒng)構成143.1.3仿真與結果分析153.2網(wǎng)的變換器PR控制173.2.1PR控制器173.2.2PR控制系統(tǒng)構成193.2.3仿真與結果分析204.變速恒頻雙饋風力發(fā)電系統(tǒng)轉子側變換器控制254.1基于PI控制器的定子磁

2、鏈定向矢量控制254.1.1雙饋電機控制系統(tǒng)構成264.1.2仿真與結果分析274.2自適應PR控制294.2.1自適應PR控制系統(tǒng)構成304.2.2無靜差理論驗證314.2.3仿真與結果分析325、應用前景和適用范圍365.1應用前景365.2適用范圍376附件381、摘要變速恒頻雙饋風力發(fā)電系統(tǒng)具有變速運行范圍寬、系統(tǒng)運行效率高、功率變換器容量小、成本低等優(yōu)勢，在風力發(fā)電系統(tǒng)中得到了廣泛的應用。在該系統(tǒng)中，轉子交流勵磁變換器的控制是關鍵。本文的研究工作主要是圍繞著變速恒頻雙饋風力發(fā)電系統(tǒng)雙PWM變換器的控制展開．在對網(wǎng)側變換器的研究中，通過分析網(wǎng)側變換

3、器數(shù)學模型和PR控制器特性，提出了網(wǎng)側變換器PR控制策略，與傳統(tǒng)的雙閉環(huán)PI控制相比，該策略能夠充分發(fā)揮PR控制器在靜止坐標系下實現(xiàn)交流輸入信號無穩(wěn)態(tài)誤差的特點及其在諧波補償方面的優(yōu)勢，無需坐標旋轉變換，省去易受溫度及電路參數(shù)影響的耦合項及前饋補償項，從而減小了控制算法的實現(xiàn)難度，提高了控制系統(tǒng)的魯棒性，并且有利于電能質量的改善；在對轉子側變換器的研究中，針對基于PI控制器的定子磁鏈定向矢量控制策略下系統(tǒng)控制性能易受電機參數(shù)影響的問題，提出了自適應PR控制策略。在此基礎上，對1.5MW變速恒頻雙饋風力發(fā)電機組自適應PR控制系統(tǒng)的性能進行了仿真驗證．此外，為

4、解決變速恒頻雙饋風力發(fā)電系統(tǒng)運行中轉子側功率的頻繁變化所引起的直流母線電壓波動劇烈等問題，對雙PWM變換器協(xié)調控制進行了研究，提出了一種雙PWM交換器聯(lián)合控制策略一負載電流前饋控制，并進行了仿真研究。結果表明，該策略能夠有效抑制直流母線電壓波動，有利于降低電解電容的容量，提高機組的可靠性。關鍵字：變速恒頻；風力發(fā)電；雙PWM變換器；PR控制2、變速恒頻雙饋風力發(fā)電變換器概述2.1研究背景當前，人類發(fā)展所共同面臨的兩大問題：一是能源枯竭，如煤炭枯竭、石油和天然氣等常規(guī)能源儲量日益減少；二是生態(tài)壞境的惡化?；谏鲜龅膬纱髥栴}，開發(fā)和利用可再生無污染能源對人生存

5、環(huán)境的改善意義重大，人們開始把目光投向風能這種取之不盡、用之不竭的清潔能源。如果把全世界風能理論蘊藏量的百分之一用于發(fā)電，即可為當今世界經(jīng)濟發(fā)展提供強大的動力支持。風能是最清潔的能源之一，風力發(fā)電是大規(guī)模利用風能最經(jīng)濟的方式。地球上的風能大大超過水流的能量，也大于固體燃料和固體燃料的總和。目前世界每年燃燒煤所獲得的能量，只有風力在一年內所提供能量的三分之一。因此，國內外都很重視風能的開發(fā)利用。在這種大環(huán)境中，為了提高風力發(fā)電轉換的效率，本團隊研發(fā)了“變速恒頻雙饋風力發(fā)電變換器”。2.2設計目的和基本思路設計目的：隨著風電機組容量的不斷增大，提高機組運行效率

6、成為風力發(fā)電技術研究的重要內容?？蓪崿F(xiàn)最大風能追蹤的變速恒頻雙饋風力發(fā)電系統(tǒng)成為研究開發(fā)的熱點——變速恒頻雙饋風力發(fā)電變換器應運而生，為風力發(fā)電提供更加可靠的保障?；舅悸罚罕咀儞Q器以雙PWM變換為基本原理，包括網(wǎng)側變換器的常規(guī)矢量控制和PR控制、轉子側變換器的常規(guī)矢量控制和自適應PR控制以及雙PWM變換器聯(lián)合控制，并分別進行了仿真分析和驗證。2.3創(chuàng)新點·采用矢量控制技術·多重化PWM控制技術·無源整流與PWM整流可選·采用DSP作為核心控制芯片，具有較高的實時性·壓接工藝的IBGT技術，有效抗振動·變換電路與控制電路獨立設計，完全隔離，絕緣等級高，操作

7、安全·主動的無功控制，可以根據(jù)需求進行超前或滯后補償·高效率，本產(chǎn)品具有>96%的變換效率·零沖擊并網(wǎng)，自動軟并網(wǎng)和軟解列控制·隨機風速下的電功率平滑控制2.4技術領域風力發(fā)電，是面向未來最清潔能源之一。變速恒頻雙饋風力發(fā)電變流器，是為風力發(fā)電機與電網(wǎng)之間建立的橋梁和紐帶，它是一種將多變的風力電能變換成穩(wěn)定的電能饋入電網(wǎng)的裝置。同時，它可以為同類發(fā)電系統(tǒng)提供穩(wěn)定高效的變流作用。此裝置必將有廣闊的應用空間。2.5技術優(yōu)勢1.三相電壓型PWM變換器是三相變換器中最常用的一種，因此，關于它的研究是最充分的，控制技術是最成熟的，相關的文獻和可利用的資料最多。2。許

8、多功率器件的生產(chǎn)商專門針對這種結構的變換器設計了功率模塊，并已大批