双馈风力发电系统双PWM变换器的研究

【摘要】：双馈风力发电系统以其优越的性能得到了越来越多的关注。转子回路变换器为发电机提供合适的励磁电流,是双馈风力发电系统的关键组成部分之一。 本文以双馈风力发电系统中的双PWM变换器为研究对象。理论研究工作主要包括:建立了双馈感应发电机的数学模型;分析了转子侧变换器的控制目标,确定了转子侧变换器的控制策略包括并网前的电压控制策略和并网运行的PQ解耦控制策略;分析了网侧变换器的控制目标,建立了网侧变换器的数学模型,确定了网侧变换器的控制策略。 本文对双PWM变换器进行了硬件设计,重点说明了DSP的资源配置和各个硬件电路之间的接口。详细阐述了控制系统的软件设计,包括软件整体结构、流程图以及控制策略实现过程中的细节问题。文中对电网相位检测、定子磁链观测、转子位置检测、PI调节以及SVPWM等问题的原理和实现方法进行了详细说明,并开发出具有通用功能的程序模块,提升了程序的使用价值,可作为将来开发工作的基础。 利用变频器拖动鼠笼式异步机来模拟原动机,利用普通绕线式异步电机模拟双馈感应发电机,初步搭建了11kw双馈风力发电系统模拟实验平台,并以该平台为基础对双PWM变换器进行了实验研究。分别包括:并网前转子侧变换器对定子电压的控制实验,并网后转子侧变换器对电机输出功率的控制实验,网侧变换器分别处于整流状态和逆变状态时的实验,文中对实验结果进行了分析和说明。尽管目前只是初步调试,但实验结果已经完全可以证明控制策略的正确性和有效性,并可获得比较理想的控制性能。