双馈型风电机组三电平变流器的研究

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1、分类号：密级：UDC：编号：河北工业大学硕士学位论文双馈型风电机组三电平变流器的研究论文作者：张航学生类别：全日制学科门类：工学硕士学科专业：控制科学与工程指导教师：李练兵职称：教授万方数据DissertationSubmittedtoHebeiUniversityofTechnologyforTheMasterDegreeofControlScienceandEngineeringTHERESEARCHOFTHREE-LEVELCONVERTERFORDFIGWINDTURBINESbyZhangHa

2、ngSupervisor:LiLianbingMarch2014万方数据万方数据万方数据河北工业大学硕士学位论文摘要风能是一种取之不尽、用之不竭的清洁可替代能源，由于风力发电已经成为目前最具规模化开发和商业化发展前景的新能源发电技术，风能也就成为了全球发展最快的可再生能源。并网运行的风力发电由于可以得到大电网的补偿和支撑，成为风力发电的主流。双馈式风力发电机具有变速运行、有功无功可解耦控制、降低机械应力和噪声、提高电能质量、转差功率小（约为额定值的30％）等优点，现在已经成为工业应用最广泛的变速恒频风力

3、发电机型。作为能量转换核心的变流器广泛应用于工业和生活的方方面面。其中，电压型背靠背变流器既能进行有功无功的控制，又能实现能量的双向流动，而且谐波小，直流电压可控，在清洁能源和节能减排备受重视，得到了广泛的关注。本文首先分析了双馈电机的数学模型与功率流动关系，然后在双馈电机和变流器的数学模型的基础分析了变速恒频并网发电的控制方法，分析了三电平换流器的数学模型和抑制中点电位失衡的控制策略，给出了三电平背靠背双向变流器的控制策略，在现有实验条件上以额定功率为3.7KW的双馈异步发电机为实验平台，以变频器驱动

4、一台异步电动机模拟风力机，以一台绕线式异步电机模拟双馈发电机做了空载并网实验，验证了可行性，并搭建了仿真模型进行了仿真。关键词：双馈风力发电机矢量控制变速恒频三电平变流器I万方数据双馈型风电机组三电平变流器的研究ABSTRACTWindpowerisaninexhaustiblecleanandrenewableenergy.Becausewindpowergenerationhasbecomethemostlarge-scaledevelopmentandcommercialprospectsford

5、evelopmentinthenewenergypowergenerationtechnology,Windpowerhasbecometheworld'sfastestgrowingrenewableenergysource.Fortheparalleloperationofwindpowercangetcompensationandsupportfromthestategrid,soithasbecomethemainstreaminthewind.Doublyfedwindpowergenerat

6、orhasthecharactersofvariablespeed,decoupledcontrolofactiveandreactivepower,reducedmechanicalstressandnoise,improvedpowerquality,smallslippower(about30%oftheratedvalue)etc.AndithasnowbecometheVSCFwindpowergenerationmodelthemostwidelyusedmodelinindustryapp

7、lication.Asthecoreofenergyconversion,theconverteriswidelyusedinindustryandallaspectsoflife.Amongthem,thevoltagetypeofback-to-backconvertercanrealizeactiveandreactivepowercontrolling,andcanalsorealizetwo-wayflowingofenergy,smallharmonic,DCvoltagecontrolle

8、d,Forthat,itistakenaccountincleanenergy,energysavingandemissionreduction,andhasbeenwidelyconcerned.Thispaperhasfirstlyanalyzedthemathematicalmodelofthedoubly-fedmotorandpowerflow.Andthenanalyzdthemathematicalmodelofthree-l