基于雙饋異步發(fā)電機(jī)的變速恒頻風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)控制模型的仿真研究


2.4萬字 72頁 原創(chuàng)作品，通過查重系統(tǒng)



摘要

在人們對(duì)PM2.5，PM10日益關(guān)注的今天，環(huán)境危機(jī)已成為一個(gè)社會(huì)話題，人們期待看到APEC藍(lán)，期待改善生活環(huán)境。在此大背景下，清潔能源越來越受到人們的重視。風(fēng)能作為一種可再生的清潔能源，對(duì)于環(huán)保，對(duì)于改善能源結(jié)構(gòu)有著非比尋常的意義。風(fēng)力發(fā)電技術(shù)也受到國家的大力支持，其中變速恒頻風(fēng)力發(fā)電技術(shù)是現(xiàn)代風(fēng)力發(fā)電的主流趨勢(shì)。
本文介紹了國內(nèi)，國外風(fēng)電發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)，并對(duì)變速恒頻風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和基本原理進(jìn)行了簡(jiǎn)要的介紹。在參考有關(guān)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組文獻(xiàn)和書籍資料的基礎(chǔ)上，總結(jié)了風(fēng)力發(fā)電機(jī)組建模技術(shù)與控制技術(shù)，建立了風(fēng)速模型、風(fēng)力機(jī)模型、機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)模型、雙饋異步發(fā)電機(jī)模型、變頻器模型及發(fā)電機(jī)電氣控制部分的變速恒頻風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的整體動(dòng)態(tài)模型。
對(duì)雙饋異步發(fā)電機(jī)的運(yùn)行理論進(jìn)行了分析，對(duì)雙饋異步發(fā)電機(jī)的數(shù)學(xué)模型、坐標(biāo)變換、運(yùn)行特性及功率關(guān)系進(jìn)行了理論推導(dǎo)，為全文奠定了理論基礎(chǔ)。在控制策略上，將磁場(chǎng)定向矢量控制技術(shù)應(yīng)用到雙饋異步發(fā)電機(jī)的運(yùn)行控制上，形成了基于定子磁鏈定向的雙饋異步發(fā)電機(jī)有功、無功功率解棍控制策略。在考慮實(shí)現(xiàn)變速恒頻時(shí)，對(duì)轉(zhuǎn)子勵(lì)磁變頻器的要求的基礎(chǔ)上，探討了雙PWM型變頻器的結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)、調(diào)制方法，采用了電壓空間矢量—SVPWM控制技術(shù)。
在額定風(fēng)速以下，采取最大功率點(diǎn)追蹤—MPPT原理，以快速跟蹤風(fēng)速的變化，獲取最大功率；在額定風(fēng)速以上，采取變槳距控制。最后，利用MATLAB中Simulink，建立了基于雙饋異步發(fā)電機(jī)的變速恒頻風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)控制仿真模型，并在不同風(fēng)速下進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn)。仿真結(jié)果表明，控制系統(tǒng)在低風(fēng)速時(shí)很好的跟蹤了最佳葉尖速比，在高風(fēng)速時(shí)得到了穩(wěn)定的輸出功率。檢驗(yàn)了前面所述的基本理論、控制策略和所建模型的正確性。


關(guān)鍵詞：風(fēng)力發(fā)電；變速恒頻；控制仿真；雙饋異步發(fā)電機(jī)；矢量控制；MPPT；變槳距控制