基于風力機動態(tài)特性的雙饋風力發(fā)電機控制策略研究.pdf

1、能源和環(huán)境問題在當今社會發(fā)展中兩大難題,風能作為一種對環(huán)境無污染的新能源,越來越受到人們的重視。大力發(fā)展風力發(fā)電是解決能源危機和環(huán)境污染兩大難題的有效途徑。隨著風力發(fā)電在全球的迅速發(fā)展,風力發(fā)電系統(tǒng)暴露出來的問題和技術(shù)難點也日益增多,例如風剪塔影脈動、傳動軸系統(tǒng)的穩(wěn)定性等等。為了能夠切合實際地分析風電系統(tǒng)的暫態(tài)和穩(wěn)態(tài)特性,必須同時建立起風力發(fā)電系統(tǒng)的實驗室仿真模型和實驗室模擬平臺。仿真模型用于對控制策略進行研究和理論可行性分析,實驗室模

2、擬平臺則用于對仿真模型中的控制策略進行驗證。
　　本文首先對雙饋風力發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及其運行原理進行了簡單的介紹,并且提出了兩種雙饋風力發(fā)電系統(tǒng)的模擬方案。為了對雙饋風力發(fā)電系統(tǒng)的暫態(tài)和穩(wěn)態(tài)特性進行分析,建立了雙饋風力發(fā)電系統(tǒng)的數(shù)學模型。主要包括風速模型,風力機模型,傳動軸系統(tǒng)模型和雙饋風力發(fā)電機模型。其中,利用等效風速概念建立了等效風速模型,并通過該模型對風剪塔影脈動進行了分析。根據(jù)自由度的不同,將傳動軸系統(tǒng)模型分為剛性軸模型和柔

3、性軸模型,并且通過小信號模型分析了軸系參數(shù)對傳動軸穩(wěn)定性的影響。在建立了基于等效風速的風剪塔影模型和兩質(zhì)量塊傳動軸模型的基礎(chǔ)上,經(jīng)過理論分析得出了傳動軸在一定條件下對風剪塔影脈動具有放大作用的結(jié)論。為了能夠?qū)τ糜陔p饋風力發(fā)電系統(tǒng)的控制策略進行研究和理論可行性分析,建立了雙饋風力發(fā)電系統(tǒng)的仿真模型,通過該仿真模型對雙饋電機的控制策略進行了研究。主要內(nèi)容有:定子電壓定向控制策略的仿真,風力機的慣量補償仿真,風剪塔影效應(yīng)仿真,轉(zhuǎn)矩補償控制策略