孤島雙饋風力發(fā)電系統(tǒng)及其控制研究

1、分類號UDC學校代碼：11845學號：2111204065廣東工業(yè)大學碩士學位論文(工學碩士)孤島雙饋風力發(fā)電系統(tǒng)及其控制研究指導教師姓名、職稱：專業(yè)或領域名稱：學生所屬學院：論文答辯日期：陳林揚俊垡麴拯控亟』抖堂皇王猩自動他堂院三Q二五生五旦萬方數(shù)據(jù)摘要摘要雙饋型異步感應發(fā)電機(DFIG)，具有成本低、輸出電壓頻率和幅值可調(diào)、所需電力電子裝置容量小等優(yōu)點，己在風力發(fā)電系統(tǒng)中得到廣泛應用。基于DFIG的孤島風力發(fā)電系統(tǒng)，是一種環(huán)境友好型

2、分布式發(fā)電系統(tǒng)，可有效解決無大電網(wǎng)覆蓋且風能資源豐富的偏遠孤島地區(qū)的供電問題。系統(tǒng)采用儲能裝置調(diào)節(jié)發(fā)電機輸出功率，實現(xiàn)最大風能捕獲，保證不間斷供電運行，但存在發(fā)電成本過高等問題；無大電網(wǎng)覆蓋，定子電壓易受風速波動、負載投切及電機參數(shù)誤差影響，用戶電能質(zhì)量不甚理想。降低發(fā)電成本，研究提高系統(tǒng)穩(wěn)定性的優(yōu)化運行控制方法，對于提高孤島風電系統(tǒng)競爭力具有積極意義。論文綜合分析了國內(nèi)外孤島風力發(fā)電系統(tǒng)的研究歷史與現(xiàn)狀，構(gòu)建定／轉(zhuǎn)子側(cè)變換器、蓄電池裝

3、置及參數(shù)誤差下的DFIG數(shù)學模型，給出變換器控制方案。針對儲能裝置成本過高問題，基于風力機最優(yōu)功率曲線，檢測轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速計算轉(zhuǎn)矩參考值，并與發(fā)電機電磁轉(zhuǎn)矩比較，所獲誤差信號用于控制可變負載，實現(xiàn)最大功率跟蹤控制。矩陣變換器(MC)為DFIG提供勵磁，針對非對稱負載下MC重復控制與PI控制的不足，提出PI與重復控制相結(jié)合的復合控制方案；為解決重復控制器的內(nèi)模信號調(diào)節(jié)滯后問題，通過分析輸出電壓諧波分布特點，采用雙序Park變換，將相坐標系下的諧

4、波變換為dq坐標系下的三倍次諧波，進而改進內(nèi)模，減少控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)時間，同時可保證諧波抑制性能，有效解決不平衡負載情況下三相輸出電壓的不平衡問題。孤島DFIG輸出電壓易受負載切換的影響，PI控制器對電機參數(shù)依賴性較高，為此建立包含勵磁電流動態(tài)過程及電機參數(shù)誤差的數(shù)學模型；應用分離性原理和零極點配置方法，將電機參數(shù)誤差和勵磁電流動態(tài)過程視為系統(tǒng)的內(nèi)擾和外擾，設計雙閉環(huán)自抗擾控制器(ADRC)；擴張狀態(tài)觀測器可實時估計系統(tǒng)總擾動，并通過前饋進