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[80页]直驱风电系统变流器控制策略研究.pdf

 

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【文章简介】分类号:TM4单位代码:11232 密级: 工学硕士学位论文直驱风电系统变流器控制策略研究 学院: 自动化学院学科(专业) :控制理论与控制工程学号:2011020151 作者:马先芹指导教师:王久和教授完成日期 : 二零一三年十二月四曰学位论文版权使用授权书 本人完全了解北京信息科技大学关于收集 、保存 、使用学位论文的规定 ,同意如下各项内容 :按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版本 ;学校有权保存学位论文的印刷本和电子版 ,并采用影印 、缩印 、 扫描、数字化或其它手段保存论文;学校有权提供目录检索以及提供本学位论文全文或者部分的阅览服务•,学校有权按有关规定向中国科学技术信息研究所等国家有关部门或者机构送交论文的复印件和电子版;在不以赢利为目的的前提下,学校可以适当复制论文的部分或全部内容用于学术活动。 学位论文作者签名:X I ’ ★年/ 月日a/公开 □保密(_ 年_ 月) (保密的学位论文在解密后应遵守此协议)指导教师签名: 学位论文作者签名: 马 M年月月曰曰 阵丨月%曰 硕士学位论文原创性声明 本人郑重声明:所呈交的论文题目为《直驱风电系统变流器控制策略研究》学位论文,是本人在导师指导下,进行研究工作所取得的成果。 尽我所知,除文中己经注明引用的内容外,本学位论文的研究成果不包含任何他人创作的、 已公开发表或者没有公开发表的作品的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本学位论文原创性声明的法律责任由本人承担。 作者签字: 年 I 月 /V■日风能作为绿色无污染的可再生能源具有良好的发展前景,目前世界各国都R 益重视风能的开发和利用 ,随着风电产业的不断发展 ,直驱型风力发电系统以其固有的优势引起了广泛关注,成为当前研究热点之一,而全功率变流器控制技术是直驱型风力发电系统的核心技术,变流器性能直接影响到系统的性能。多数直驱风力发电系统采用双P W M 变流器拓扑结构,此结构具有功率因数可控、交流侧电流正弦化、能量双向流动的特点。 由于直驱风电系统双P W M 变流器的数学模型的非线性特性,为提高控制器的控制精度,针对机侧变流器提出了无源与外环电压P I、无源与 P I、无源与 ADRC 相结合的混合控制策略;而网侧变流器提出了无源控制策略、无源与 P I 相结合的混合控制策略,建立了数学模型,设计了双 P W M 变流器的无源混合控制器, 并采用阻尼注入的方法对控制器进行了优化 ,最后所设计的控制器具有算法简单 、调节参数少 、动态性能良好等优点 。通过 M A TLA B 仿真和基于 TM S 320F28335D S P 的硬件实验平台进行了实验研究,结果表明变流器实现了交流电流正弦化 、单位功率因数并网 ,具有优良的并网性能 ,验证控制策略的可行性。对直驱风电系统低电压穿越提出了一种以无源控制为主、P I 控制为辅的控制策略 。为了加强永磁直驱风电系统低电压穿越能力和输出功率的稳定性 ,本文提出将网侧的电压跌落信号反馈到整流侧,作为整流侧输出功率的参考值,减少了直流端的功率不平衡。仿真结果表明电网电压跌落时,机侧变流器输出功率降低 ,直流侧电压能够快速跟踪期望值,网侧变流器基本实现单位功率因数,从而实现了低电压穿越,具有一定的理论和现实意义。关键词直驱风电系统 ;双 P W M 变流器;无源混合控制;注入阻尼 ABSTRACTABSTRACTAs a kind o f P ollution-free and green renewable energy,w ind Power has a very prom ising future,many countries attach great im portance to the development and use o f w ind energy, as w ind Power industry develops rapidly, direct-driven w ind Power system attracted w ide attention fo r many advantages, it is now one o f the current research focus, w hile the full-scale power converter control technology is the core technology o f direct-driven w ind power generation system. The converter its performance affects the performance o f the system directly.M ost direct-driven w ind power generator system adopts dual-PW M converter topology structure,because this topology structure has m erits o f the controlled power factor,sinusoidal current o f AC side and tw o direction transm ission o f energy.In view o f the nonlinearity o f dual-PW M converter mathem at

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