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《無刷雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)最大風(fēng)能追蹤控制系統(tǒng)研究》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、學(xué)校代碼10530學(xué)號201510171795分類號TM46密級公開碩士學(xué)位論文無刷雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)最大風(fēng)能追蹤控制系統(tǒng)研究學(xué)位申請人高炳春指導(dǎo)教師劉勇副教授學(xué)院名稱信息工程學(xué)院學(xué)科專業(yè)控制科學(xué)與工程研究方向電力電子與自動(dòng)化裝置2018年6月6日ResearchonMaximumWindEnergyTrackingControlSystemofBrushlessDouble-FedWindGeneratorCandidateGaoBingChunSupervisorAssociateProfLiuYongCollegeCollegeofInformat
2、ionEngineeringProgramControlScienceandEngineeringSpecializationPowerElectronicsandAutomaticDeviceDegreeMasterUniversityXiangtanUniverityDateJune6th2018摘要隨著傳統(tǒng)化石能源的匱乏以及環(huán)境污染問題的日益嚴(yán)重，引起了世界各國對新能源開發(fā)和利用的普遍重視，同時(shí)也促進(jìn)了新能源技術(shù)的飛速發(fā)展。風(fēng)能作為未來重要的清潔可替代能源之一，市場前景廣闊。無刷雙饋電機(jī)（brushlessdoubly-fedgenerator
3、，BDFG）作為一種新型的交流電機(jī)，去除了傳統(tǒng)雙饋電機(jī)中的電刷集電環(huán)，具有可靠性高、所需變頻容量小、運(yùn)行方式靈活等優(yōu)點(diǎn)，在風(fēng)力發(fā)電和變頻調(diào)速領(lǐng)域均具有良好的應(yīng)用前景。本文對無刷雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)進(jìn)行的主要研究工作如下：（1）綜述了風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)展趨勢，對常見的幾種變速恒頻風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行了說明，其中突出了無刷雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的潛在優(yōu)勢。重點(diǎn)分析了無刷雙饋電機(jī)的研究現(xiàn)狀和主要的控制方法。（2）介紹了BDFG特殊雙定子繞組的基本結(jié)構(gòu)和運(yùn)行原理，詳細(xì)分析了無刷雙饋電機(jī)在亞同步、同步和超同步運(yùn)行狀態(tài)下的能量轉(zhuǎn)換關(guān)系及功率流向問題，同時(shí)建立了BDFG在轉(zhuǎn)子速坐標(biāo)
4、系和雙同步速坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)動(dòng)態(tài)模型。（3）通過分析風(fēng)力機(jī)的運(yùn)行特性及最大風(fēng)能捕獲機(jī)理，建立了風(fēng)力機(jī)模型，得到風(fēng)力機(jī)的最佳功率曲線。對于BDFG能量雙向流動(dòng)的特點(diǎn)，采用雙PWM變換器進(jìn)行控制。以網(wǎng)側(cè)變換器為研究對象，通過矢量解耦控制使網(wǎng)側(cè)變換器能分別工作在整流和逆變狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)了電機(jī)與電網(wǎng)之間的能量雙向流動(dòng)。針對目前對BDFG空載并網(wǎng)策略研究較少的問題，本文通過參考雙饋電機(jī)空載并網(wǎng)策略，推導(dǎo)出BDFG空載并網(wǎng)仿真模型。同時(shí)研究了發(fā)電并網(wǎng)階段的控制策略，完成功率解耦及最大風(fēng)能跟蹤控制。最后提出了一種基于無刷雙饋發(fā)電機(jī)的柔性并網(wǎng)和解列控制方案，通過仿真分析了
5、該方案的可行性。（4）針對無刷雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，首先考慮轉(zhuǎn)子耦合電流和控制繞組電流對BDFG功率繞組無功的約束限制。之后通過分析無刷雙饋電機(jī)在發(fā)電機(jī)慣例下的穩(wěn)態(tài)等效電路，準(zhǔn)確計(jì)算出電機(jī)的參考有功和無功功率，找到電機(jī)的銅耗與無功功率的函數(shù)關(guān)系，提出了基于最低損耗下無刷雙饋電機(jī)的最大風(fēng)能追蹤的控制方法，尋找最優(yōu)無功功率對應(yīng)的最低銅耗，保證BDFG在追蹤最大風(fēng)力的同時(shí)達(dá)到最低銅耗的目的。并在Simulink的環(huán)境下構(gòu)建控制系統(tǒng)仿真模型，驗(yàn)證了所提方法的有效性和可行性。關(guān)鍵詞：風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)；無刷雙饋電機(jī)；最大風(fēng)能追蹤；功率控制；等效電路IAbstractWi
6、ththescarcityoftraditionalfossilfuelsandthegrowingproblemofenvironmentalpollution,ithasarousedtheattentionofallcountriesintheworldtothedevelopmentandutilizationofnewenergy,andhasalsopromotedtherapiddevelopmentofnewenergytechnologies.Asoneoftheimportantcleanalternativeenergysour
7、cesinthefuture,windenergyhasbroadmarketprospects.AsanewtypeofACmotor,thebrushlessdouble-fedgenerationeliminatesthebrushcollectingringinthetraditionaldoubly-fedgeneration,andhastheadvantagesofhighreliability,smallrequiredfrequencyconversioncapacity,flexibleoperationmode,andwindp
8、owergenerationandfrequencyconversion.Speedfieldshavego
