双馈风力发电机矢量控制研究

发布时间：2017-05-17 16:30

  本文关键词：双馈风力发电机矢量控制研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着化石能源使用的越来越多，对环境的影响也越来越大，亟需寻找一种新型的污染较小的能源来代替化石能源。风能拥有对环境零污染，可再生等优点越来越被人们重视。因此如何最大程度的获取风能一直是研究学者们的研究重点。双馈风力发电机是风力发电系统的重要组成部分。本文的研究对象是变速恒频双馈感应发电机（DFIG），围绕双馈风力发电机的功率跟踪的控制问题进行研究。 本文首先对风力发电系统的研究背景和意义进行了总体概括叙述，然后介绍了风力发电的发展历程以及近期国内外的发展现状，对变速风力发电系统进行了分析，建立了双馈风力发电机在三相静止坐标系abc下的数学模型，通过坐标变换得到两相同步旋转坐标系d-q下的数学模型，简化了双馈风力发电机各变量之间的关系。 本文采用定子磁场定向的矢量控制方法实现对双馈发电机的控制，针对矢量控制系统中，当PI控制器用于复杂系统时，PI参数难以修正的问题，本文对传统的双馈风力发电矢量控制系统进行改进，提出了一种基于模糊控制器的双馈风力发电机矢量控制系统，将模糊控制器与传统PI控制器相结合，用模糊控制器修正PI控制器的参数，加快响应速度，控制风力发电系统的输出有功功率能够快速跟踪参考功率。 通过Matlab/Simulink仿真，结果表明引入模糊控制器的矢量控制系统相较于传统的矢量控制系统在PI参数最优或者PI参数在一定范围变化时具有良好的表现,具有跟踪速度快、超调量小的优点，验证了控制系统的可行性。最后，对全文进行总结。
【关键词】：双馈感应发电机 定子磁链定向 模糊控制器 PI 参数
【学位授予单位】：沈阳工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM315
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-18
• 1.1 研究的背景及意义9-10
• 1.2 国内外风力发电发展状况10-13
• 1.2.1 国外风力发电发展状况10-12
• 1.2.2 国内风力发电发展状况12-13
• 1.3 风力发电系统的分类及特点13-15
• 1.3.1 恒速恒频发电系统13-14
• 1.3.2 变速恒频发电系统14-15
• 1.4 风力发电系统控制策略15-17
• 1.5 论文的研究内容17-18
• 第2章 双馈风力发电系统18-32
• 2.1 风力机基本理论18-21
• 2.1.1 风力机类型18
• 2.1.2 贝兹理论18-20
• 2.1.3 风力机特性系数20-21
• 2.2 变速恒频双馈风力发电系统的工作原理21-23
• 2.3 不同风速下双馈风力发电机运行状态23-24
• 2.4 双馈感应发电机的数学模型24-31
• 2.4.1 三相静止 abc 坐标系下的数学模型24-27
• 2.4.2 两相同步速旋转 d-q 坐标系下的数学模型27-31
• 2.5 本章小结31-32
• 第3章 双馈感应发电机的矢量控制32-47
• 3.1 传统矢量控制技术32-36
• 3.1.1 基于定子磁链定向的矢量控制32-36
• 3.1.2 传统风力发电机双闭环矢量控制系统36
• 3.2 基于模糊控制器的矢量控制系统36-46
• 3.2.1 模糊控制器设计理论37-40
• 3.2.2 基于模糊控制器的矢量控制系统设计40-46
• 3.3 本章小结46-47
• 第4章 基于模糊控制器的矢量控制系统仿真分析47-58
• 4.1 Matlab/SIMULINK 仿真简介47-48
• 4.2 仿真模型的建立48-51
• 4.2.1 主电路模块48-49
• 4.2.2 网侧控制系统模块49-50
• 4.2.3 转子侧控制系统模块50-51
• 4.3 仿真验证与分析51-56
• 4.3.1 对参考功率的跟踪51-53
• 4.3.2 在功率突变情况下对参考功率的跟踪53-55
• 4.3.3 在参数改变及功率突变情况下对参考功率的跟踪55-56
• 4.4 本章小结56-58
• 第5章 结论与展望58-59
• 参考文献59-62
• 在学研究成果62-63
• 致谢63

【参考文献】

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本文编号：373864