变速恒频双馈风力发电双PWM协调控制研究

发布时间：2021-02-28 21:55

　　在能源短缺和环境污染日益严重的今天,作为可再生绿色能源的风能的开发利用具有十分重要的意义。对此,世界各国普遍重视并竟相大力发展,技术上推陈出新。其中以变速恒频双馈风力发电系统最为广泛,尤以绕线式转子双馈异步发电系统为代表。基于这种系统,可以通过交流励磁变换器实现最大风能捕获的变速恒频风力发电。相比传统的循环变流器,作为兆瓦级变速恒频风电机组电控系统的核心部件,双PWM变换器交流励磁电源的输入输出特性更好,电力谐波更低,调速调频范围更宽。转子侧变换器担负双馈感应发电机的矢量控制任务,基于转速给定实现最大风能捕获和定子输出无功的独立调节;网侧变换器通过直流环节完成转子及转子侧变换器与电网间的能量交换。为了减小直流母线电压波动,通常的做法是增大直流侧电解电容的容量,但其缺点是:体积大、笨重而且性能很不可靠,成为大容量励磁电源系统延长寿命的瓶颈。针对减小该滤波电解电容,本文提出了使用双PWM变换器协调控制策略。本文首先分析了变速恒频双馈电机运行调速原理及其动态数学模型、基于转速给定的最大风能捕获原理以及定子磁链定向矢量控制,在此基础上构建了其有功和无功功率解耦控制的双闭环串级PI控制方案。然后... 

【文章来源】：上海交通大学上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：104 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

变速恒频双馈风力发电系统结构图

p的无因次性能曲线来表示。图2-2 变桨距风能利用Cp-β-λ 曲线Fig2-2 Variable pitch wind energy Cp-β-λ curve由图2-2可以看出，当桨距角β逐渐增大时，Cp曲线将显著地缩小。如果保持桨距角不变，风能利用系数Cp只与叶尖速比几有关，可以用一条曲线来描述Cp特性，这就是定桨距风力机的性能曲线,如图2-3。在桨距角β不变的情况下，叶尖速比λ决定着风能利用系数Cp的大小。对于一个特定的风力机，具有唯一的使得Cp最大的叶尖速比，称之为最佳叶尖速比，用λopt表示

V2V3图2-4 风力机输出功率和转速关系曲线图Fig2-4 Wind turbine output power and rotor speed curve从图2-4中看出，在不同风速v下风力机轴上输出的机械功率Pm与转速w的关系。转速不同则风力机输出功率不同，总有一个固定的最佳转速wopt，使风力机运行于此转速下，会达到最佳叶尖速比λopt，从而捕捉最大风能Pmax，输出最大功率，这就是最大风能捕获原理。假设风速 v1>v2>v3

【参考文献】：
期刊论文
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博士论文
[1]变速恒频双馈风力发电机交流励磁电源研究[D]. 赵仁德.浙江大学 2005



本文编号：3056511