變速恒頻交流勵(lì)磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)系統(tǒng)及其控制原理研究.pdf

1、近年來,風(fēng)能作為一種可再生的清潔能源日益受到世界各國(guó)的廣泛重視,風(fēng)力發(fā)電快速發(fā)展已有將近20年的歷史,其中基于變速恒頻技術(shù)的交流勵(lì)磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)發(fā)電方案已經(jīng)是風(fēng)力發(fā)電中的一大重點(diǎn)課題.交流勵(lì)磁發(fā)電機(jī)作為發(fā)電機(jī)運(yùn)行的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng),利用變速恒頻技術(shù)后可大大提高風(fēng)能的利用率.交流勵(lì)磁發(fā)電機(jī)可改善電力系統(tǒng)穩(wěn)定性,轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速可變,具有獨(dú)立的有功無(wú)功調(diào)節(jié)能力,可以深度進(jìn)行運(yùn)行而不失步,特別適用于風(fēng)力發(fā)電、抽水蓄能電站等場(chǎng)合.該文全面介紹了一種最新應(yīng)用于

2、風(fēng)力發(fā)電的變速恒頻技術(shù)、基于變速恒頻技術(shù)的新型電機(jī)—交流勵(lì)磁發(fā)電機(jī)及交流勵(lì)磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)系統(tǒng)的各種控制原理.并分析了交流勵(lì)磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)作變速恒頻運(yùn)行時(shí)的工作原理,闡述了與同步發(fā)電機(jī)、異步發(fā)電機(jī)的不同之處,分析了其能量平衡關(guān)系,在坐標(biāo)變換技術(shù)的幫助下,詳細(xì)推導(dǎo)了交流勵(lì)磁發(fā)電機(jī)在a-b-c坐標(biāo)系和d-q坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型,分析并仿真了其有功和無(wú)功特性、轉(zhuǎn)矩和功率調(diào)節(jié)特性、穩(wěn)態(tài)運(yùn)行和機(jī)械特性,證明了發(fā)電機(jī)的性能由轉(zhuǎn)差率、轉(zhuǎn)子電壓的相位和幅值、定

3、轉(zhuǎn)子電壓相位差所決定的.該文利用定子磁場(chǎng)定向的矢量控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)了交流勵(lì)磁發(fā)電機(jī)有功功率和無(wú)功功率的解耦和獨(dú)立控制,通過對(duì)電磁轉(zhuǎn)矩進(jìn)行矢量控制后得到了交流勵(lì)磁發(fā)電機(jī)相似于直流電機(jī)的轉(zhuǎn)矩方程式.該文在仿真風(fēng)速和風(fēng)機(jī)特性的同時(shí),構(gòu)造整個(gè)系統(tǒng)模型并對(duì)變速恒頻和恒速恒頻技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了仿真分析比較.該文提出了最大風(fēng)能的抓獲策略,并跟變速恒頻技術(shù)相結(jié)合進(jìn)行相應(yīng)的仿真.仿真結(jié)果表明,采用最大風(fēng)能抓獲策略后,發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速可以控制在更接近于發(fā)電機(jī)理論最佳