双馈风力发电机控制技术概述

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1、双馈风力发电机控制技术概述第一章绪论1.1风力发电的背景和意义能源在人类文明的发展和社会的不断进步中起着至关重要的作用。传统意义上的化学燃料，如煤炭、石油、天然气等能源在过去相当长的一段时间内极大地促进了社会工业和经济发展，人们的生活质量得到很大的提高，对能源的需求变得欲壑难填。然而巨大的能源消耗量使这些不可再生的化石能源在全球的存储量急剧减少，甚至短缺，同时也引起了二氧化碳及二氧化硫等多种有害气体造成的温室效应、酸雨和雾霾等日益严重的环境污染问题⑴。20世纪70年代第一次石油危机轰然爆发，人们认识到不可再生能源严重紧缺，各国幵始制

2、定相关法律法规，要走可持续发展路线。可持续发展的概念被提出，意味着人们意识到化石能源无法永存，必须积极寻找、幵发和利用可替代的清洁能源，可再生能源的开发和利用将成为今后解决能源和环境问题的最佳措施。如今，人们使用的最主要的新能源有：风能、地热能、核能、太阳能、潮沙能和生物能等。随着队屯技术的发展和进步，风能在新能源中脱颖而出，风能作为一种取之无尽、用之不竭、环保清洁的可符代能源，使得风力发电成为目前新能源发电中技术最成熟、发展速度最快、投入运营最好的发电方式。电力系统中，风电已经成为可再生能源发电的重要组成部分。提高对风能的利用率，

3、大力发展风力发电产业，不仅可以改善日益严重的环境污染问题，也可以促进我国可再生能源的进一步开发和利用，而且对我国经济体系结构的改傅和长远发展有重大意义。我国里然是能源出产大国，但也是能源消耗大国，改革开放以来，我国经济蓬勃发展，产业结构多样化，产业发展生机器然，能源产出供不应求，东南沿海地区首先发展起来，成为主要消耗能源的经济发达地区，而我国能源储备主要集中在西北部地区，应东部的能源需求，我国建设了西气东输、西电东送、西煤东运等大量耗费人力物力的能源长距离跨地域的输送工程，这种不合理的格局尚要长期存在，这期间不仅能源输送工程的建设投

4、资大，而且在能源长距离输送过程中损失增多。.1.2国内外风力发电的研究现状早期风力发电机的单机容量能够达到50K变换器的原理........223.2P变换器的数学模型........253.3网侧变换器的控制策略........313.3.1电网电压定向的矢量控制策略........353.3.2空间电压矢量脉宽调制（SVP)技术........39本章小结........40第四章DFIG转子侧变换器控制策略及仿真分析........464.1转子侧变换器定子磁链定向矢量控制策略........464.2定子磁链观测器的构建..

5、......494.3转子侧P变流器控制系统的仿真........524.4实验室风力发电系统硬件的总体构成........54本章小结........58第五章矢量控制相位检测方法的设计与仿真........595.1aB-K/P坐标变换相位检测法的基本原理........595.2改进型相位检测法........615.3仿真与分析........62本章小结........65第五章矢量控制相位检测方法的设计与仿真双馈电机矢量控制的关键是矢量控制和坐标变换，矢量定向不准直接影响控制系统的动态性能，因此，相位检测精度直接影响整个

6、控制系统的动态性能。相位检测模块又叫锁相环，其基本功能就是跟踪和锁定交流信号的相位。在双馈风力发电机控制系统中，准确获取动态的电网电压的相位信息尤为重要，这就需要一些相位检测方法来准确检测出电压.电流的相位。在实际试验或应用中，特别是大规模的风力发电并网工程，P整流器常常会在三相不平衡、相位突变、电压跌落和频率变化等非理想电网环境中运行，这就对传统的相位检测器提出了更高的要求。由以上三组图可以看出，传统坐标变换相位检测系统在电网电压跌落、相位突变和频率偏移时均能准确锁相，而改进后的相位检测系统，在检测系统之前加入了正序电压提取模块，

7、当电压发生变化时，提取模块对变化电压进行正序提取，初始提取时只有0.003s的过度调整时间，不影响锁相精度。.结论随着能源的不断紧缺和环境的日益恶化，发展绿色环保的新能源成了人们探究的热点，风能作为一种取之不尽、用之不竭的环保新能源受到人们的广泛关注，风力发电系统随之成为追捧的对象。变速恒频双馈风力发电系统由于风能利用率高，谐波小等优点，成为目前的主流发电系统。本文对变速恒频双馈风力发电系统中双馈风力发屯机的控制技术进行了深入研究，论文的主要内容及得出的结论如下：(1)分析了双馈风力发电机的基本运行原理；给出了双馈发电机在运行状态下

8、的能量流动关系；介绍了矢量控制中应用到的坐标变换原理并推导了双馈发屯机在+同坐标系下的数学模型。(2)研究了网侧P变换器的控制策略，介绍了SVP的原现并搭迚了仿真模型，根据网侧变换器电网电压定向矢量控制策略的数学模型搭建了网侧P变换器