无刷双馈风力发电机并网控制系统研究
[Abstract]:With the increasingly serious environmental problems in China. Efficient and clean wind power is an important part of sustainable development strategy in China. In the field of wind power generation, brushless doubly-fed machines have obvious advantages over other motors, not only have the advantages of brushless doubly-fed machines: variable speed constant frequency generation, inverter capacity is small. At the same time, the reliability is greatly improved and the maintenance cost is reduced because of the removal of the slider and the brush. Firstly, this paper describes the development background and application prospect of brushless doubly-fed wind turbine, and introduces the research status and existing problems of the control algorithm of brushless doubly-fed wind turbine at home and abroad. Secondly, the operation principle of brushless doubly-fed machine is analyzed, and the mathematical model of brushless doubly-fed machine in three-phase static coordinate system is derived. According to the characteristics of rotor magnetic field modulation, the cascade model of brushless doubly-fed machine is derived. Through coordinate transformation, the mathematical model of brushless doubly-fed machine in rotating coordinate system of rotor mechanical speed is obtained, and the equivalent circuit of brushless doubly-fed machine is obtained by converting frequency and winding. Then, based on the equivalent circuit, an amplitude frequency control algorithm for brushless doubly-fed generator in independent generation mode is proposed, which can effectively control the amplitude and frequency of the output voltage of the brushless doubly-fed wind generator. In order to meet the requirements of grid connection, a phase shift based phase control strategy is proposed, which makes the output voltage phase of the brushless doubly-fed generator track the voltage phase of the upper grid, realizes the flexible connection with the grid, and effectively reduces the impact on the power grid. After grid-connected, a simple active power control strategy based on current is presented, which can effectively control the active power of brushless doubly-fed wind turbine. The conventional droop control strategy is introduced into the brushless doubly-fed wind power generation system. The brushless doubly-fed wind power generation system can effectively provide voltage and frequency support and improve the stability of the system voltage and frequency. The simulation analysis of the whole brushless doubly-fed wind power generation system is carried out by using SIMULINK software, and the correctness of the above algorithm is verified in principle. Finally, the experimental platform of brushless doubly-fed wind power generation system is built. Off-grid and grid-connected experiments were carried out, and experiments were carried out to simulate the maximum wind energy tracing characteristics of wind power generation system. The experimental waveform is analyzed and the experimental results show that the control algorithm of the brushless doubly-fed wind power generation system is correct.
【学位授予单位】:华中科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TM315
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