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风力发电正在以前所未有的速度发展,目前各种风力发电的技术方兴未艾,而其中变速恒频风力发电技术因其高效性和实用性正受到越来越多的重视。本文在传统风力发电技术基础上,在总结国内外相关技术研究的基础上,采用交流励磁双馈发电机的技术方案,从理论到实践、从仿真到实验全面介绍了双馈发电机交流励磁变速恒频风电系统中的关键技术。主要内容如下:本文首先对双馈电机的运行理论进行了分析,对双馈电机数学模型、坐标变换、运行特性及功率关系进行了理论推导,为全文的研究奠定了理论基础。其次,在采用控制策略上,将磁场定向矢量控制技术应用到双馈电机运行控制上,形成了基于定子磁链定向的双馈电机有功、无功功率解耦控制策略。再次,在分析变速恒频运行时双馈电机对其转子励磁变换器的要求的基础上,探讨了PWM型变换器的结构、特点、调制方法,采用了电压空间矢量(SVPWM)技术的调制方法。最后,为了验证前述基本理论和控制策略的正确性,对交流励磁变速恒频双馈风力发电系统进行了一系列仿真和实验研究。利用Matlab/Simulink为工具,建立了交流励磁变速恒频风力发电系统的仿真平台,其中包括SVPWM调制信号模块、PWM变流器模块以及以转子电流为控制对象的电流闭环控制系统。达到了对双馈电机进行变速恒频运行的定子磁链定向的矢量控制,通过控制转子电流有效地控制并调节电机的输出功率和功率因数,使控制变得更简单。对仿真结果分析可知,采用矢量控制的双馈变速恒频风力发电机具有良好的动态性能。实验方面。构造了小容量的实验室样机系统,对此系统进行了一系列试验研究。其中主要包括单机恒频恒压实验、发电机助励空载并网实验、自并励空载实验等。所完成的仿真和实验研究验证了理论、模型和控制策略的正确性、可行性。但由于本课题的复杂性及其综合性决定了其难度较高,有些难点、重点还需进一步研究完善。