《功率双馈风力发电机的控制策略研究》.pdf

西南交通大学
硕士学位论文
大功率双馈风力发电机的控制策略研究
姓名：刘思佳
申请学位级别：硕士
专业：电力电子与电力传动
指导教师：庄圣贤
20090501
摘要西南交通大学硕士研究生学位论文第本论文主要针对大功率双馈风力发电机的控制策略进行研究，使风电机组达到变速恒频发电的效果。同时介绍了双馈风力发电机系统在低压穿越时的运行模式，并对其运行效果进行仿真分析。文中通过与其它风力发电机系统的比较，介绍了双馈风力发电机系统的结构特点。并采用双馈发电机的偷刃У缏范云湓诵锌刂圃斫辛朔治觥双馈发电机可通过控制转子侧转差功率的方式实现定子侧输出功率的有效控制。文中还对双馈发电机变速恒频发电的原理及双馈风力发电机系统的其它部分进行了介绍。。文中通过双馈发电机系统的数学模型对其控制策略进行了设计研究。这是一种基于定子电压定向的转子电流矢量控制的控制方式，可实现双馈发电机输出有功功率、无功功率的独立控制。与定子磁链定向的方式相比，这种方式省略了磁链测量部分。并根据此控制方法，使用／软件构建了一个用于双馈风力发电机的控制系统，仿真验证了当输出有功功率、无功功率改变时，该控制策略的有效性。当电网电压出现骤降时，风力发电机需保持并网实现低压穿越，这是对风电机组的新要求。对双馈风力发电机系统而言，低压穿越时会遇到许多问题，目前常用的解决方式是采用主动式缏罚渥饔檬窃诜⒌缁⑼的状态下保护转子侧的变流器。文中对不同类型的缏方斜冉戏析，并对其在双馈风力发电机系统中的运行效果进行了仿真研究，仿真中仍关键词：双馈风力发电机；低压穿越；功率控制；缏采用上述的功率控制策略。
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委鸵、乡．西南交通大学学位论文创新性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是在导师指导下独立进行研究工作所得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中作了明确的说明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。捎枚ㄗ拥缪苟ㄏ蚴噶靠刂频姆绞蕉运ɡ》缌Ψ⒌缁氖涑龉β式治鲅芯苛擞糜谒ɡ》缌Ψ⒌缁低车闹鞫紺保护电路的运行方式，并对其在电网电压出现对称跌落时的运行效果进行了仿真研究。本学位论文的主要创新点如下：控制，仿真验证控制效果良好。乙
之学位论文作者签名：刻思彳俨匆¨、入／跏西南交通大学学位论文版权使用授权书槐Ｃ芤ㄊ褂帽臼谌ㄊ椤、本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权西南交通大学可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复印手段保存和汇编本学位本学位论文属于Ｃ芸冢年解密后适用本授权书；朐谝陨戏娇蚰诖颉啊獭日期：论文。名期签日老导指
第滦髀概述．绲绶⒄骨魇如今能源短缺、生态环境恶化等问题日益突出，主要发达国家、发展中变化双重挑战的重要手段。风能，是世界上公认的除水能之外最接近商业化基础最好，经济性优势最明显，而且不存在生物质能所面临的资源约束，另外也没有任何大的环境影响，是最有可能大规模发展的能源资源之一。事实也证明，自世纪年代以来，风力发电技术不断提高，世界风电装机容量迅猛增长，全球风电设备制造技术和发展规模突飞猛进。至年，全球风电平均增长率为．ィ茏盎萘磕壳袄奂拼锏蚯摺年，全球大约生产了亿千瓦时风电电力，分布在全球多个国家和地区，约占全球电力供应的ァ０凑绽奂品绲缱盎萘渴菖琶蚯笆个国家依次是：德国蚯、美国蚯、西班牙万千瓦⒂《蚯、中国万千瓦⒌ぢ蚯、意万千瓦磺笆依奂谱盎萘蚯撸既虻。发达国家尤其是欧盟国家在风能的开发利用方面已取得了惊人的成就，世纪年代问世的并网风力发电机组，只经过几年的发展便迅速实现了商品化、产业化，至年代中期就己形成了一个规模巨大的风力机行业。早在世纪年代初，欧盟就提出了大力发展风电，至攴绲缱盎萘看锏蚯叩姆芏纺勘辏⑶乙G笃涑稍惫葑芴宸⒄鼓勘曛贫ū竟姆⒄目标与实施计划。在丹麦、德国和西班牙等国的带动下，风电在欧盟大多数国家得到了重视，至年年底，欧盟有龉曳绲缱盎萘砍薼万千瓦；世界风电装机容量前十名的国家中，欧洲也占了觥＝昀矗拦风电发展也十分迅速，已成为世界风电大国，一年，美国的风电增加了ィ暌荒晷略龇绲缱盎萘万千瓦，居世界之首。中国风电发西南交通大学硕士研究生学位论文第国家，都已经将发展风能、太阳能等可再生能源作为应对新世纪能源和气候的可再生能源，相比于太阳能、生物质能等其他可再生能源，风能的产业化大利万千瓦⒎ü蚯、英