基于直流微網的新型雙饋發(fā)電系統(tǒng)及其功率控制.pdf

1、隨著環(huán)境的污染和化石能源的短缺，人們越來越重視可再生能源的利用，而風能以其豐富的儲量、成熟的技術越來越受到各國的青睞。雙饋系統(tǒng)因為其靈活的控制，低廉的成本，成為了風力發(fā)電的主流機型，而直流微網以及直流輸電技術具有良好的發(fā)展前景，發(fā)展和推廣直流微網已經成為大勢所趨。所以針對直流并網的雙饋系統(tǒng)受到了越來越多的專家和學者的關注。目前針對雙饋發(fā)電系統(tǒng)的直流并網的研究還處于起步階段，若要繼續(xù)應用傳統(tǒng)雙饋風力發(fā)電系統(tǒng)的并網技術，就必須增加變換器，這

2、樣大大增加了系統(tǒng)的成本，同時也降低了能源利用率，本文主要研究針對直流微電網的一種新型雙饋拓撲結構。
　　該拓撲結構定子側直接通過不控整流橋與直流母線相連，轉子側通過 PWM變換器與定子側共用一條直流母線，因為與傳統(tǒng)雙饋電機的區(qū)別主要集中在定子側，所以對定子側系統(tǒng)進行了建模分析，詳細分析了當定子側為不控整流橋時定子側的電壓電流、功率、諧波等方面的特性，并結合轉子側特性綜合分析了系統(tǒng)的整體特性。最后為了提高新系統(tǒng)的能量傳遞效率，降低能

3、量損耗，詳細研究了系統(tǒng)的損耗模型，通過對系統(tǒng)的損耗求導，得到其最小值，并描繪出了最優(yōu)的轉子電流dq分量比例關系，同時使用MATLAB仿真，驗證了以上理論分析的正確性。
　　其次本文在詳細的模型分析基礎上，提出了兩種基于氣隙磁鏈定向的矢量控制方法。與傳統(tǒng)的磁鏈定向目的不同，在本系統(tǒng)中氣隙磁鏈定向的目的是保證轉子側勵磁產生均勻的氣隙磁場。針對氣隙磁鏈定向下的系統(tǒng)，本文研究了轉子電流環(huán)的調節(jié)器設計，并計算得出了其前饋補償項，通過引入該補

4、償項，不僅能夠實現轉子電流dq兩軸的解耦，又可以優(yōu)化定子側開路時系統(tǒng)的性能。由于定子側不控整流器的影響，使系統(tǒng)中含有大量的諧波，針對系統(tǒng)中含有的諧波分量，通過引入 PIR電流控制器，使轉子電流能更好的跟隨給定，從而有效抑制了有功功率波動。
　　最后利用MATLAB搭建了系統(tǒng)的仿真平臺，并通過仿真對比分析驗證了氣隙磁鏈定向的控制策略的可行性，以及利用最佳比例降低系統(tǒng)損耗的正確性。并搭建了以11KW雙饋風力發(fā)電模擬平臺為基礎的新系統(tǒng)實