基于pcc双馈风力发电机励磁控制系统的研究

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1、基于PCC的双馈风力发电机励磁控制系统的研究摘要励磁系统对提高电力系统稳定性的作用，一直是人们关心的课题和努力的方向。优良的励磁控制系统不仅可以保证发电机可靠运行，提供合格的电能，而且还可以有效地提高系统的技术指标，保证电网的电压水平在一定的范围。由于励磁系统的重要性，要求所有运行的发电机组都要装设励磁控制器。本文在对双馈式风力发电机励磁控制理论进行研究的基础上，提出了一种采用PCC(可编程计算机控制器)作为控制核心的励磁控制器。研究设计内容分为以下三个方面：．1)研究现有双馈电机所用的数学模型以及存在的控制策略。主要分析了双馈感应发电机在三相静止坐标系下和两相同步旋转坐标系下的数学模型，

2、同时研究了在两种坐标系下的数学模型的转换。同时在分析交流励磁电机的基础上，推导出了交流励磁双馈发电机的数学模型，并提出了定子磁链定向矢量变换的控制策略。2)深入分析现有各种励磁控制器的结构功能、优缺点，总结交流励磁电源各种实现形式，重点分析网侧变换器在电网电压不平衡时的数学模型和控制策略。3)设计一种基于PCC的励磁控制器。首先阐述了双馈风力发电机的励磁控制要求，进而据此设计PCC励磁控制器的硬件结构，并说明励磁控制器的工作原理，在此基础上开发控制器的硬件功能。随后结合控制算法对PCC励磁控制器的软件进行设计，研究了其软件开发环境及编程语言，并根据硬件结构及功能设计软件。最后对该励磁控制器

3、进行的仿真实验结果表明，该励磁控制器与采用传统CPU的励磁控制器进行比较，在响应时间及可靠性上有了较大的改善。关键词：风力发电，变速恒频，双馈发电机，交流励磁，PCC励磁控制器STUDYoNDoUBL弘FEDWDiD．PoWERGENERAToREXCITATIoNCoNTRoLSYSTEMBASEDoNPCCABSTRACTExcitationsystemforimprovingtheroleofpowersystemstabilityisalwaystheconcernoftopicsanddirection．Excellentexcitationcontrolsystemcannot

4、onlyensuregeneratorandreliableoperation，providingqualifiedelectricalenergy,butalsocaneffectivelyimprovethetechnicalindexsystem，ensurethegddvoltagelevelinacertainrange．Becauseoftheimportanceofexcitationsystemoperation，requireallthegeneratorwillfumishexcitationcontroller．Inthispaper,double··fedtypew

5、ind--powergeneratorexcitationcontroltheoryonthebasisofinvestigation，thispaperputsforwardakindusesPCC(programmablecomputercontroller)asthecoreto．controltheexcitationcontroller．Studydesignprocessisdividedintothefollowingthreeaspects：First，studyoftheexistingDFIGmathematicalmodelusedandtheexistenceoft

6、hecontrolstrategy．Mainlyanalyzesthethree-phasedoublyfedinductiongeneratorinstationarycoordinatesystemandtwo-phasesynchronousrotatingcoordinatesystemthemathematicalmodel，alsostudiedinboththemathematicalmodelcoordinatesystemconversion．ACexcitationintheanalysisofboththemotorbasedontheexchangeofexcita

7、tionderivedamathematicalmodelofdouble-fedgenerator，andproposedchangeofstatorfluxorientedvectorcontrolstrategy．Second，In—depthanalysisoftheexistingstructureandfunctionofvariousexcitationcontroller，theadvantagesand