变速恒频双馈风力发电机特性分析及其控制策略研究

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1、华北电力大学（北京）硕士学位论文变速恒频双馈风力发电机特性分析及其控制策略研究姓名：李炜申请学位级别：硕士专业：控制理论与控制工程指导教师：吕跃刚20080107华北电力大学硕士学位论文摘要本文首先推导了变速恒频双馈发电机在各坐标系下的数学模型，并以其稳态等值电路为依据，推导了功率、电磁转矩等关键量的表达式及其相互关系，详细讨论了其运行特性与功率流动关系以及转矩调节特性、有功、无功功率调节特性等稳态特性。接着从讨论风力机的工作特性和工作区域出发，分析了其输出机械功率和转速的特性关系以及最大风能捕获的控制策略，利用定子磁链定向的矢量控制技术，建立了

2、变速恒频风电矢量控制系统，实现了有功功率和无功功率的解耦和独立控制。最后，本文还将模糊逻辑分别用于最大风能的捕获和定子无功参考功率的确定，并设计了模糊逻辑控制器。相应的仿真结果也验证了这些控制策略的正确性和有效性。关键词：变速恒频，双馈发电机，风力发电，矢量控制，模糊逻辑ABSTRACTThephysicalmodelofvariedspeedconstant丘equencydoubly·fedinductiongeneratorunderthevariedcoordinatesystemisdescribedindetail．TheT-shap

3、edgeneratorequivalentcircuitofthegeneratorisgivenanditspowerflow,torqueregulation，activepowerregulation,reactivepowerregulmionandSOonisanalyzedinthispaper．Alsotheoperationcharacterandworkspaceofwindturbineisdiscussedinthispaper．Furthermore，underthevectorcontrolstrategyofstato

4、rfield-orient，avectorcontrolm．odelisderivedfromthegenerator,whichformsaclosecontrolsystemwiththesystemcanachievethegreatestwindenergycaptureandatthesametimecanrealizethedecouplingoftheactiveandreactivepowercontrolsystem．thepaperuseafuzzylogiccontrollertosetthereferencespeedof

5、thegeneratorbyjudgingthechangetrendofthewindenergycaptureandmakethewindturbineoperateattheveryspeedtoachievethegreatestwindenergycaptureandalSOintroducesafuzzylogiccontrollertoregulatethereactivepowertoreducetheloss笛muchaspossible．ThewholesystemmodelisfoundedinMaflab／simulink

6、andthesimulationprovestheeffectivenessofthecontrolstrategy．．LiWei(controltheoryandengineering)Directedbyprof．LvYuegangKeywords：VSCF,DFIG,windpowergeneration，vectorcontrol，fuzzylogic华北电力大学硕士学位论文摘要本文首先推导了变速恒频双馈发电机在各坐标系下的数学模型，并以其稳态等值电路为依据，推导了功率、电磁转矩等关键量的表达式及其相互关系，详细讨论了其运行特性与功率流动

7、关系以及转矩调节特性、有功、无功功率调节特性等稳态特性。接着从讨论风力机的工作特性和工作区域出发，分析了其输出机械功率和转速的特性关系以及最大风能捕获的控制策略，利用定子磁链定向的矢量控制技术，建立了变速恒频风电矢量控制系统，实现了有功功率和无功功率的解耦和独立控制。最后，本文还将模糊逻辑分别用于最大风能的捕获和定子无功参考功率的确定，并设计了模糊逻辑控制器。相应的仿真结果也验证了这些控制策略的正确性和有效性。关键词：变速恒频，双馈发电机，风力发电，矢量控制，模糊逻辑ABSTRACTThephysicalmodelofvariedspeedcon

8、stant丘equencydoubly·fedinductiongeneratorunderthevariedcoordinatesys