兆瓦级双馈风力发电系统控制策略研究

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1、国内图书分类号：孙；侈国际图书分类号：l≯7、多西南交通大学研究生学位论文密级：公开兆瓦级双馈风力发电系统控制策略研究年姓专业槿惑迟型皇蟹筐丕笪二零一零年六月一令一令，牛八月C1assified111dex：丁M乡陟U．D．c：G翻、玉SouthwestJiaotongUniversityMasterDegreeThesis

2、IIIIIIIIIIII1111IIUIY1956766ResearchonControlStratrgiesoftheMega·—wattDFIGWindPowerSystemGrade：2007Candid

3、ate：FengJiyingAcademicDegreeAppliedfor：MasterDegreeSpeciality：PattemRecognitionandIntelligenceSystemSupervisor：AssociateProf．LiJiawuJun．2010西南交通大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权西南交通大学可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、

4、缩印或扫描等复印手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于1．保密口，在年解密后适用本授权书；2．不保密d使用本授权书。(请在以上方框内打“扩)学位论文作者签名：冯继移指导老师签名：日期：们／p．7．／V日期：索。N／＼(乜厂，，，l寸{}西南交通大学硕士学位论文主要工作(贡献)声明本人在学位论文中所做的主要工作或贡献如下：1．根据变速恒频系统能量双向流动的特点，确立基于电网电压定向矢量控制策略，实现功率控制和单位功率因数运行，提高了风能的利用率。2．依据电机模型利用矢量控制技术，推导了基于定子磁链定向的双馈电机励磁控制系统，并把先进

5、的NNC控制理论引入到风力发电系统，证明可行性。3．分析了电网不平衡运行时的模型，通过仿真分析与电网正常运行的特性进行比较，并为大型风力发电系统的保护措施提出新的思路。本人郑重声明：所呈交的学位论文，是在导师指导下独立进行研究工作所得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明。本人完全了解违反上述声明所引起的一切法律责任将由本人承担。学位论文作者繇诌锥移日期：矽／17．712．西南交通大学硕士研究生学位论文第1页摘要风能是一种

6、清洁的可再生能源，资源极其丰富。据估计，全世界风能资源总量约为每年1300亿千瓦，仅1％的地面风力就能满足全世界对能源的需求，从上世纪70年代中期开始风力发电受到世界各国的重视。如今风力发电已发展成为可再生能源中技术最成熟、最具规模开发条件和商业化发展前景的发电方式之一。综合资源、技术、经济、环保等因素，大力发展风力发电产业，是解决我国能源和电力短缺最现实的战略选择。本文着重对变速恒频风力发电系统做深入研究。先从双馈感应发电机(DFIG)的基本原理出发，得出了双馈电机在三相静止坐标系下的数学模型，然后通过坐标变换，推导了双馈电机在两

7、相同步旋转(dqO)坐标系下的数学模型，为双馈感应风力发电系统的研究打下理论基础。通过引入最大风能追踪机理，建立了基于定子磁链定向的DFIG有功、无功功率解耦控制策略，并分析了其等效电路和功率平衡关系；最后，通过对网侧和转子侧变换器的研究，引入了双PWM变换器，重点建立了网侧变换器的数学模型，确立了电网电压矢量定向的网侧变换器控制策略，并建立了神经PID控制器，与常规PI控制器做了比较。本文利用Matlab／Simulink对双馈风力发电系统搭建了仿真模块，并进行了动态仿真。对仿真结果分析可知，采用矢量控制策略的双馈型变速恒频风力发

8、电系统具有良好的动态、静态性能。同时，仿真结果也证明了控制策略的正确性。关键词：风力发电；变速恒频；PWM变换器，神经PID、西南交通大学硕士研究生学位论文第1I页曼曼量皇曼曼曼量皇皇曼舅舅曼置曼曼量曼量曼舅舅曼曼蔓皇曼曼曼曼曼量曼曼量篡曼曼量曼皇曼曼曼皇曼皇皇--i：J,,,JI．i。I舅曼曼曼曼篁量曼曼曼曼量曼曼量曼AbstractWindenergyisaclean．renewableenergyandextremelyrich．Itisestimatedthatthetotalwindenergyresourcesaroun

9、dtheworldistwotriIlionkilowattsperyear．only1％ofthesurfacewindusingwillbeabletomeettheworldwidedemandforenergy．Fromthe