文档介绍：河北工业大学
硕士学位论文
变速恒频双馈风力发电系统双PWM变流器技术的研究
姓名:王世涛
申请学位级别:硕士
专业:电气工程
指导教师:张惠娟
2010-11
河北工业大学硕士学位论文
变速恒频双馈风力发电系统双 PWM 变流器技术的研究
摘要
随着世界能源日益紧缺,可再生能源已经得到了广泛的重视,而风能作为一种具有较
大潜能的可再生能源开发形式在众多清洁能源中得到了较快的发展。风力发电技术已经成
为世界各国学者研究的热点。本文围绕变速恒频双馈风力发电系统双 PWM 变流器控制技
术展开。
研究了双馈感应发电机(DFIG)和双 PWM 变流器的基本原理,分析了双馈感应发电机
在三相 ABC 静止坐标系下的数学模型,并根据坐标变换原理,推导出两相− qd 旋转坐标
系下双馈电机的数学模型;分析了双 PWM 变流器的基本拓扑结构和运行原理,为建立系
统的仿真模型奠定理论基础;
根据网侧 PWM 变流器的基本拓扑结构,建立了数学模型,依据网侧变流器的控制目
标,采用了电网电压定向矢量控制策略,根据控制策略的双闭环控制结构,设计出控制电
路 PI 参数整定方法,采用了空间矢量脉宽调制(SVPWM),实现了对网侧变流器的控制,
最后用 MATLAB/Simlink 搭建仿真模型,验证了控制策略的正确性;
运用定子磁链定向控制理论和双馈电机− qd 坐标系下的数学模型,设计出转子侧
PWM 变流器的控制策略,根据控制策略的双闭环控制结构,给出了电流内环和电压外环
的 PI 参数整定计算方法,采用u −ω型定子磁链观测器,实现了磁链的准确的测量,最后
用 MATLAB/Simlink 搭建仿真模型,仿真结果验证了控制策略的正确性;
在网侧 PWM 变流器和机侧 PWM 变流器仿真研究基础之上,将网侧与机侧连接构成
完整的大系统,对整个系统进行仿真研究。仿真结果表明本文给出的控制策略和参数整定
方法能够使双馈异步电机能快速跟随风速变化,满足了网侧和机侧控制目标,实现了变速
恒频运行条件,验证了整个系统设计的正确性。
关键词: 变速恒频;DFIG;矢量控制;PWM 变流器;风力发电
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变速恒频双馈风力发电系统双 PWM 变流器技术的研究
RESEARCH ON DUAL PWM COVERTER TECHNOLOGY FOR
THE VSCF DOUBLY FED WIND POWER GENERATION
SYSTEM
ABSTRACT
With the increasing scarcity of the energy in the world, renewable energy has been attached
great importance widely. As one kind of clean energy ,wind energy has great potential and has
been developed rapidly. Wind power technology has e a research hotspot among scholars
around the world. Focusing on variable speed constant frequency (VSCF) doubly fed wind
power generation system dual PWM converter control technology ,the paper is written as follow.
Firstly, basic principles of VSCF double-fed generator and dual PWM converter are studied,
and Doubly Fed Induction Generator (DFIG) mathematical model basing on ABC three-phase
stationary coordinate system is analyzed. Base on tne coordinate transformation principle, the
DFIG mathematical model basing on d-q coordinate is derived, and the base topology and
operating principle of dual PWM coveter is analyzed.