一种新型交流励磁风力发电机系统励磁控制策略的研究

【摘要】： 交流励磁风力发电机系统由于其发电机能在一定的转差范围内都可以对电网正常发电,在允许风速下可实现对风能的最佳利用,因而目前在国内、外已被广泛研究,并在变速恒频风力发电方面具有较好的应用前景。 本文针对风力机的结构和特点,运用空气动力学原理分析了风力机的运行原理,此外还分析了交流励磁风力发电机的特点及其运行原理。在对几种传统的交流励磁风力发电机励磁控制策略的优、缺点进行总结的基础上,以实现发电机输入到电网的有功功率与无功功率稳态解耦控制和最大风能跟踪控制为目的,提出了变参数PI与神经网络混合控制的交流励磁风力发电机励磁控制策略。在此励磁控制策略的基础上,根据交流励磁变速恒频风力发电机系统的特点,用MATLAB仿真软件建立了包括风力机、交流励磁风力发电机以及交流励磁电源在内的交流励磁变速恒频风力发电机系统的模型,同时对交流励磁风力发电系统动态调节特性、暂态特性进行了仿真研究,并对风力发电机系统参数变化对风力发电机系统动、静态性能的影响作了进一步仿真研究。仿真结果表明,本文提出的新型励磁控制策略极大地改善了交流励磁风力发电机系统的动、静态响应能力,此控制系统还具有较强的鲁棒性和参数自适应性,使风力发电机系统在运行状态发生变化时,其动、静态稳定性得以加强。 本文所作的研究工作,为交流励磁风力发电机系统的进一步研究提供了一定的理论参考依据。