基于風(fēng)力機(jī)動態(tài)特性的雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)控制策略研究.pdf

1、能源和環(huán)境問題在當(dāng)今社會發(fā)展中兩大難題,風(fēng)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(fēng)力發(fā)電是解決能源危機(jī)和環(huán)境污染兩大難題的有效途徑。隨著風(fēng)力發(fā)電在全球的迅速發(fā)展,風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)暴露出來的問題和技術(shù)難點(diǎn)也日益增多,例如風(fēng)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(shí)際地分析風(fēng)電系統(tǒng)的暫態(tài)和穩(wěn)態(tài)特性,必須同時建立起風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)室仿真模型和實(shí)驗(yàn)室模擬平臺。仿真模型用于對控制策略進(jìn)行研究和理論可行性分析,實(shí)驗(yàn)室模

2、擬平臺則用于對仿真模型中的控制策略進(jìn)行驗(yàn)證。
　　本文首先對雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及其運(yùn)行原理進(jìn)行了簡單的介紹,并且提出了兩種雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的模擬方案。為了對雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的暫態(tài)和穩(wěn)態(tài)特性進(jìn)行分析,建立了雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型。主要包括風(fēng)速模型,風(fēng)力機(jī)模型,傳動軸系統(tǒng)模型和雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)模型。其中,利用等效風(fēng)速概念建立了等效風(fēng)速模型,并通過該模型對風(fēng)剪塔影脈動進(jìn)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(fēng)速的風(fēng)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(fēng)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(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的控制策略進(jìn)行研究和理論可行性分析,建立了雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的仿真模型,通過該仿真模型對雙饋電機(jī)的控制策略進(jìn)行了研究。主要內(nèi)容有:定子電壓定向控制策略的仿真,風(fēng)力機(jī)的慣量補(bǔ)償仿真,風(fēng)剪塔影效應(yīng)仿真,轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償控制策略