【摘要】：變速恒頻雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)以其很高的能量轉(zhuǎn)換效率及良好的電能質(zhì)量等特點(diǎn),已經(jīng)成為目前風(fēng)電市場(chǎng)中備受青睞的機(jī)型。雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的控制研究也一直都是國內(nèi)外研究的熱點(diǎn),其中雙饋風(fēng)電系統(tǒng)運(yùn)行控制的核心是對(duì)其變流器的控制。為了充分發(fā)揮雙饋系統(tǒng)兩側(cè)變流器的靈活性以及保證供電系統(tǒng)的穩(wěn)定,同時(shí)為避免傳統(tǒng)矢量控制過于依賴電機(jī)參數(shù)的問題,本文對(duì)雙饋系統(tǒng)變流器的直接功率控制(Direct Power Control,DPC)策略進(jìn)行研究。主要內(nèi)容為:首先,本文充分了解國內(nèi)外風(fēng)電行業(yè)的發(fā)展?fàn)顩r以及趨勢(shì),然后對(duì)目前雙饋風(fēng)電系統(tǒng)中風(fēng)力機(jī)的最大風(fēng)能捕獲控制策略以及發(fā)電機(jī)變流器的控制策略進(jìn)行了詳細(xì)分析。其次,本文分析了雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)跟蹤機(jī)理及雙饋感應(yīng)發(fā)電機(jī)(Doubly-fed Induction generator,DFIG)在三相靜止坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型。為了簡化控制,推導(dǎo)出了DFIG在兩相同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型,為其功率控制提供基礎(chǔ)。然后,本文將滑模控制應(yīng)用于雙饋機(jī)側(cè)變流器的直接功率控制系統(tǒng)中。針對(duì)滑�？刂频亩墩駟栴}進(jìn)行改進(jìn),本文設(shè)計(jì)了采用新型趨近律的滑模控制器。該方法削弱了系統(tǒng)對(duì)參數(shù)的依賴,實(shí)現(xiàn)了DFIG定子側(cè)功率的快速跟蹤以及平滑控制。最后通過仿真驗(yàn)證了該控制器具有快速的功率跟蹤性能,有效地平滑了功率波動(dòng),并具有良好的魯棒性。最后,由于網(wǎng)側(cè)變流器的穩(wěn)定運(yùn)行是機(jī)側(cè)變流器對(duì)DFIG進(jìn)行功率控制的基礎(chǔ),為了保證單位功率因數(shù)并網(wǎng)以及直流母線電壓的穩(wěn)定,本文對(duì)雙饋網(wǎng)側(cè)變換器的進(jìn)行直接功率控制,并對(duì)直流母線電壓進(jìn)行控制,采用新型滑模趨近率的滑模控制,實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)側(cè)變流器功率的平滑控制以及系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。最后通過仿真驗(yàn)證了該控制器有效地穩(wěn)定了直流母線電壓,平滑了網(wǎng)側(cè)變流器功率波動(dòng),并具有良好的魯棒性。
【圖文】：

年至今的全球裝機(jī)容量可以看出其發(fā)展勢(shì)頭強(qiáng)勁[2]，如圖 1.1 所示。a 累計(jì)裝機(jī)容量b 年度裝機(jī)容量圖 1.1 2001-2017 年全球裝機(jī)容量Fig. 1.1 Global installed capacity in 2001-2017由圖 1.1 b 可以看出，2015 年以后，新增裝機(jī)容量有所下降，這是由于全球風(fēng)電產(chǎn)業(yè)正在向完全以商業(yè)為基礎(chǔ)的經(jīng)營模式過渡，正在經(jīng)歷一段調(diào)整和整合時(shí)期，，同時(shí)風(fēng)力發(fā)電技術(shù)也在處于一個(gè)過渡過程，研究可以使風(fēng)力發(fā)電控制系統(tǒng)更利于生產(chǎn)實(shí)踐的沈陽工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文

2017 年中國新增的風(fēng)力發(fā)電裝機(jī)容量約 19,660 MW，引領(lǐng)全球市場(chǎng)；并使中國累計(jì)裝機(jī)容量達(dá)到新高—188693MW，較比 2016 年增長了 11.7%，如圖 1.2 所示。而且中國海上風(fēng)能產(chǎn)業(yè)也正在崛起，較 2016 年增長 87%。因此，在中國，風(fēng)力發(fā)電更具有良好的市場(chǎng)前景。
【學(xué)位授予單位】：沈陽工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TM315

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本文編號(hào)：2611161