双馈感应风力发电机功率解耦控制的研究

【摘要】：随着科技进步,环境污染严重,全球能源危机的来临,预示全球能源消费将持续高增长。各国进入了对新能源开发和利用的热潮,其中风能以来源丰富、取之不尽、原生态、能源方便利用的诸多优点,是目前最具发展空间的可再生能源。风力发电成为各国追捧的新兴产业,而双馈式风力发电机以其独特的运行特性渐渐的成为风电研究的主要对象,转速调节控制、并网控制、功率解耦控制、抵压穿越运行等控制技术越来越多的应用在双馈电机发电系统中来。近年来大力发展风电的产业化运营,使得双馈电机的科学研究进入鼎盛阶段。双馈电机可以通过调节励磁电流控制无功功率,更好的提高了电网质量,在稳定系统的同时,也大大提高了对风能的利用效率。本文通过对变速恒频控制系统进行研究,在风速突变的情况下,得到不同风速下对风能的利用情况,系统利用三电平变换器处理双馈电机的转差功率,分析系统网侧变换器在比例积分控制(PI)控制和比例谐振(PR)控制下的不同的控制策略,比较在不同控制器下的网侧变换器的谐波补偿效果。分析系统转子变换器在比例积分控制(PI)控制和比例谐振(PR)控制下的不同的控制策略,对离网和并网的控制系统进行研究,通过控制转子电流的频率、相位、幅值实现空载并网,并网后在不同控制器下实现功率解耦调节。本文通过Matlab对网侧变换器控制系统和发电运行控制系统进行了建模与仿真,系统先进行空载闭环运行,达到并网条件后,进行并网后功率解耦控制进行了仿真。最后进行实物实验,以Stm32为系统控制单元,通过双PWM变换器处理转差功率来控制双馈电机,实现功率解耦调节。