论文部分内容阅读
近年来油价持续上涨,人类社会面临着能源和环境两大亟待解决的问题,因此利用可再生、绿色环保的能源,如风能、水能和太阳能等作为重要的清洁替代能源,对于缓解近年来的各种能源环境问题具有重大意义,风能由于其突出的优点而倍受关注。双馈型异步发电机(DFIG)的风力发电系统在风力发电机领域占有重要地位,对其控制策略的研究以及进一步提高系统稳定性和功率利用率具有重要的意义。对当代的风力发电系统产业和风力发电利用技术的国内外发展状况进行了大致的阐述,指出加快发展我国风电产业,提高风电技术已刻不容缓,简单介绍了变速恒频交流风力发电系统的优点及其几种表现的形式,双馈感应交流励磁风力发电机变速恒频运行的基本运行原理。分析阐述了风力发电机的最大风能追踪控制原理。推导出双馈异步风力发电机的动态数学模型及在静止和旋转坐标系下的坐标变换模型。提出了基于定子磁场方向的定向矢量控制策略实现功率解耦控制的原理,并且在此基础上设计了基于功率和电流的双闭环PI调节器的控制方案和策略。分析了网侧PWM变换器在同步旋转dq坐标系中的数学模型,建立基于稳定直流母线电压和单位功率因数运行的双闭环PI控制方案。阐述了模糊控制的发展过程和基本原理,分析了双闭环控制系统中的模糊自整定PI控制器的参数设计方法,建立模糊控制规则,对PI控制器的参数进行在线调整。对以上理论进行了Matlab仿真研究,建立了变速恒频双馈风力发电系统的仿真模型,包括风力机、交流异步电机和双PWM模型,并通过仿真验证了本文提出的控制策略的有效性。