基于鼠籠電機(jī)全功率風(fēng)力發(fā)電的系統(tǒng)分析與研究.pdf

1、在能源短缺和環(huán)境污染日益嚴(yán)重的今天，風(fēng)能作為最重要的替代能源之一引起了越來越多的重視，風(fēng)力發(fā)電技術(shù)在世界范圍內(nèi)得到了巨大的發(fā)展。目前，主要的風(fēng)力發(fā)電機(jī)型包括雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，電勵(lì)磁同步發(fā)電機(jī)組，永磁直驅(qū)發(fā)電機(jī)組，永磁半直驅(qū)發(fā)電機(jī)組，鼠籠異步全功率發(fā)電機(jī)組。雖然雙饋風(fēng)電機(jī)組在風(fēng)電領(lǐng)域還是占據(jù)主導(dǎo)地位，但是隨著大功率電力電子設(shè)備的發(fā)展，全功率變換型風(fēng)力發(fā)電也不斷向大功率等級(jí)發(fā)展。其中，鼠籠電機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡單、價(jià)格低廉、維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)，使得基于

2、鼠籠異步電機(jī)的全功率風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)受到越來越多的關(guān)注。本文主要針對(duì)鼠籠式全功率風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行研究及系統(tǒng)分析。
　　文章首先描述了鼠籠全功率風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、基本原理以及運(yùn)行特性。并通過雙PWM變流器與鼠籠異步發(fā)電機(jī)運(yùn)行機(jī)制有機(jī)地結(jié)合起來，建立了鼠籠異步風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型。介紹了異步電機(jī)矢量控制的原理，并結(jié)合鼠籠風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)建立了基于轉(zhuǎn)子磁鏈定向的電機(jī)模型，從而給出了機(jī)側(cè)變流器的控制策略。同時(shí)，建立了網(wǎng)側(cè)變流器的數(shù)學(xué)模型，并推

3、導(dǎo)出網(wǎng)側(cè)變流器的控制策略。
　　研究了在電網(wǎng)發(fā)生低電壓故障時(shí)機(jī)側(cè)和網(wǎng)側(cè)變流器以及直流側(cè)泄放回路的控制策略。同時(shí)，文章還給出了在電網(wǎng)出現(xiàn)不平衡電壓情況下，該系統(tǒng)的控制策略。
　　最后，本文利用Matlab/Simulink建立了3MW鼠籠風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的詳細(xì)模型，對(duì)鼠籠風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的運(yùn)行工況、運(yùn)行特性及其電網(wǎng)發(fā)生電壓跌落以及不平衡電壓情況下運(yùn)行特性進(jìn)行了詳盡的仿真和分析。通過基于dSPACE控制的實(shí)驗(yàn)室350KW樣機(jī)平臺(tái)，對(duì)鼠籠