定子雙繞組感應(yīng)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、隨著化石能源的快速消耗和環(huán)境污染的日益嚴(yán)重，開發(fā)和利用可再生能源替代有限的化石能源，已成為最現(xiàn)實(shí)的戰(zhàn)略選擇。而風(fēng)電作為最清潔的可再生能源之一，已受到全世界的廣泛關(guān)注，并在近年內(nèi)得到了飛速的發(fā)展。
　　陸上風(fēng)電場的不斷開發(fā)，使得可開發(fā)且經(jīng)濟(jì)的風(fēng)場日趨變少，并且占地過多，大量的自然植被被破壞，以及造成的環(huán)境負(fù)面效應(yīng)等原因已迫使風(fēng)電場轉(zhuǎn)向海上發(fā)展。而隨著海上風(fēng)電場的離岸距離日漸變遠(yuǎn)，基于電壓源換流器的直流集電輸送方案將成為海上風(fēng)電集電輸

2、送的主要選擇。這就使得探索和研究可直接輸出高壓直流電的風(fēng)力發(fā)電機(jī)系統(tǒng)成為了未來發(fā)展風(fēng)電的必然需求，在此背景下本文提出將定子雙繞組感應(yīng)發(fā)電機(jī)(DWIG)系統(tǒng)應(yīng)用于風(fēng)力發(fā)電，研究自主知識產(chǎn)權(quán)的風(fēng)電技術(shù)。
　　論文針對DWIG風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)展開了重點(diǎn)研究，分析了DWIG的數(shù)學(xué)模型和DWIG風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的基本控制原理，對電流調(diào)制策略進(jìn)行了更深一步的探討，提出了一種基于空間電壓矢量的滯環(huán)電流調(diào)制新策略，改善傳統(tǒng)滯環(huán)電流方法的相間影響

3、，限制開關(guān)頻率波動，提高電流跟蹤性能，使波形更趨于正弦化，并且調(diào)試簡單，容易實(shí)現(xiàn);為了使系統(tǒng)能夠充分利用低風(fēng)速下的風(fēng)能，實(shí)現(xiàn)寬風(fēng)速范圍運(yùn)行，提出一種新的DWIG風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)拓?fù)?，對新系統(tǒng)在高低風(fēng)速兩種不同運(yùn)行方式下的控制策略做了詳細(xì)的介紹，并針對新系統(tǒng)在拓?fù)浜涂刂粕系奶厥庑裕o出適合于該系統(tǒng)的勵磁優(yōu)化方案，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)在1∶4寬轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)運(yùn)行時的勵磁交換器容量僅為系統(tǒng)容量的31％;為了實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的并網(wǎng)運(yùn)行，研制了與系統(tǒng)配套運(yùn)行的全功率并網(wǎng)逆

4、變器，考慮到系統(tǒng)的直流側(cè)電壓控制已在發(fā)電機(jī)側(cè)完成的特殊性，采用了新的雙環(huán)控制策略，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定運(yùn)行，性能出色;設(shè)計了基于“工控機(jī)+數(shù)據(jù)采集卡+變頻器+異步電動機(jī)”的風(fēng)力機(jī)模擬系統(tǒng)，解決了在實(shí)驗(yàn)室模擬風(fēng)場運(yùn)行進(jìn)行系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)的難題;提出了適用于DWIG風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的最大功率追蹤控制策略，在不同風(fēng)速下實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)輸出最大功率，以最大程度地利用風(fēng)能;研制出一套DWIG風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)室模擬運(yùn)行平臺，包括風(fēng)力機(jī)模擬系統(tǒng)、DWIG發(fā)電系統(tǒng)、并網(wǎng)逆變器系統(tǒng)和