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《變速恒頻風力發(fā)電系統(tǒng)運行與控制研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在學術論文-天天文庫。
1、浙江大學博士學位論文摘要在能源短缺和環(huán)境污染日益嚴重的今天，作為可再生綠色能源的風能的開發(fā)利用具有十分重要的意義。對此，世界各國普遍重視并竟相大力發(fā)展，技術上推陳出新。隨著風力發(fā)電機組容量的不斷增大，提高運行效率、最大程度地利用風能已經(jīng)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風力發(fā)電技術也就稱為研究的熱點。本文以交流勵磁變速恒頻風力發(fā)電系統(tǒng)的運行與控制為主題．進行了從理論到實踐、從仿真到實驗的全面、深入的研究。在DFIG(雙饋型異步發(fā)電機)的運行理論、最大風能追蹤機理、DFIG有功、無功功率解耦
2、控制及并網(wǎng)控制、雙PWM型變換器特性等方面進行了細致的研究，獲得了一些重要結論和具有創(chuàng)新意義的成果。本文首先對DFIG的運行理論進行了分析，對DFIG數(shù)學模型、坐標變換、運行特性及功率關系進行了理論推導，為全文的研究莫定了理論基礎。其次，在介紹了風力機特性的基礎上，確定了采用DFIG功率控制來實現(xiàn)最大風能追蹤的實施方案，該方案無需檢測風速，實現(xiàn)簡單，動態(tài)性能和魯棒性較好。探索了DFIG參考功率的計算方法，建立了基于最大風能追蹤和DFIG運行優(yōu)化的參考有功功率和參考無功功率計算模型?；谧畲箫L能追蹤的需要，將磁場定向
3、矢量控制技術應用到DFIG運行控制上，形成了基于定子磁鏈定向的DFIG有功、無功功率解耦控制策略。再次，在分析了現(xiàn)有風力發(fā)電機并網(wǎng)技術的基礎上，探討了交流勵磁變速恒頻風力發(fā)電機的并網(wǎng)控制，建立了基于磁場定向矢量控制、不受轉速變化影響的空載和負載兩種“柔性”并網(wǎng)控制方案。最后，在DFIG轉子勵磁電源的研究中，分析了雙PWM型變換器的特點、機側變換器和網(wǎng)側變換器在功能和控制上的異同。重點討論基于電網(wǎng)電壓定向矢量控制技術的網(wǎng)側變換器的控制方法，以期實現(xiàn)網(wǎng)側變換器交流側單位功率因數(shù)控制和直流Jil；節(jié)電壓控制。仿真研究中，
4、在建立了風力機和DFIG仿真模型的基礎上，構建了完整的交流勵磁變速恒頻風力發(fā)電系統(tǒng)仿真模型，它通過并網(wǎng)和發(fā)電兩個子系統(tǒng)的“分時工作”，實現(xiàn)了從并網(wǎng)控制到最大風能追蹤控制的全過程運行仿真。實驗研究中，探討了采用直流電動機模擬風力機特性的方法，構建了由兩個DSP，一臺PC機組成的主從式交流勵磁變速恒頻風力發(fā)電實驗系統(tǒng)，完成了有功、無功功率解耦控制、最大風能追蹤控制、空載并網(wǎng)控制及網(wǎng)側變換器控制等實驗內容。豐富、詳實的仿真及實驗研究結果驗證了本文理論研究的正確性。關鍵詞：交流勵磁，變速恒頻，風力發(fā)電，雙饋型異步發(fā)電機，雙
5、P釉型變換器浙江大學博士學位論立ABSTRACTItisofgreatsignificmacetodevelopandutilizewindpower,whichisnotonlyrenewablebutalsowithoutpollutionwhenenergysoRrcescarcityandenvironmentpollutionaregettingmoreandmoreserious．Windpowergenerationtechniqueisimprovedgreatlythankstothatmorea
6、ndmorecountriesallovertheworldpayattentiontoit．Withtheincreasingscaleofwindpowergenerationsystem，theinvestigationonwilldpowergenerationtechniquehasbeenfocusedonimprovingtheoperationefficiencyofwindpowergeneration．Forthisreason，thetechniqueofvariablespeedconsta
7、ntfrequency(VSCF)operationwhichiscapableofcapturingthemaximwindpower,becomesresearchhotspot．WiththeoperationmadcontrolofanACexcitedVSCFwindpowergenerationsystemastheresearchsubject，thisdissertationmadecompletestudybysimulationandexperiment．Themainresearchconte
8、ntsinclude：theoperationtheoryofdoubly-fedinductiongenerator(DFIG)，themaximwindpowercaptureoperationprinciple，decoupledcontrolofDFIGactive＆reactiveoutputpower,grid-connectioncontrol
