变速恒频双馈风力发电机系统及低电压穿越技术的研究

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1、９遠寧新故夫榮＼ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏＬｉａｏｎｉｎｇｙｇｙ损±等恆巧交ＦＯＲＭＡ＇ＴＨＥＳＩＳＳＴＥＲＳＤＥＧＲＥＥ■Ｖｉ．－ｆ０变速恒频双馈风力发电机系统及低电圧穿越技术的研究０ｖｌ，；作者：张可指导教师：王克成教授＾学科：控制工程—？ｍ．答辩日期；２０１５年６月５日独谢性声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加标注

2、和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得迂宁科技大学或其它教育机构一的学位或证书而使用过的材料，与我同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。论文作者签名；类曰期：典／至年（５月方日、司关于论文使用授权的说明本人完全了解辽宁科技大学有关保留、使用学位论文的规定，即；学校有权＞：保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅学校可＾＾１公布论文的全部或部分内容，可Ｗ采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本学位论文属于：保密□在年解密后适用本授权书。＾＂＂（

3、请在上方框Ｖ）不保密曰内打？名论文者签名：；刀／会作张日期？年日：月３指Ｓ导签：；〇年（导师名日期月日／石三Tk89公开分类号密级UDC单位代码10146学号132085210351硕士学位论文变速恒频双馈风力发电机系统及低电压穿越技术的研究研究生姓名：张可指导教师：王克成教授工作单位：辽宁科技大学指导教师：工作单位：论文提交日期：2015年6月6日答辩日期：2015年6月5日学位授予日期：授予单位：辽宁科技大学论文评阅人：王克成教授工作单位：辽宁科技大学论文评阅人：杨世维教授工作单位：鞍钢化检验中心答辩委员会主席：曹洪轲教授工作单位：鞍山经济

4、与信息化委员会会TheStudyofVariable-SpeedConstant-FrequencyDoubly-FedWind-PowerGenerationSystemandLowVoltageThroughTechnologyAthesisSubmittedtoUniversityofScienceandTechnologyLiaoningbyZhangke(ControlEngineering)Supervisor:Prof.WangKechengMay05,2015中文摘要中文摘要经济的发展需要能源的支撑，我国对电力的依赖非常严重。目前仍有多个省、市存在

5、不同程度的电力短缺。由于人们认识到火力发电造成极其恶劣的环境污染及资源浪费，风力发电技术作为新能源技术受到人们越来越多的关注，不但能减少资源消耗，还不会造成环境污染。变速恒频双馈风力发电机因其具有成本低，效率高，对电网有良好的支撑能力等种种优点，成为各国学者研究的热点。本文主要研究变速恒频（VSCF）双馈风力发电机（DFIG）控制系统和相关的低电压穿越技术，主要内容如下：本文以概述风力发电技术的研究背景为开篇。对VSCF风机的工作原理、机械特性和叶尖速比进行分析，得出风能利用系数与叶尖速比的关系，为下面分析最大风能捕获及得出变速恒频风电机组的转矩——转速特性提供理

6、论储备。研究坐标变换理论，利用坐标变换的等效原理，建立DFIG在dq坐标系下的数学模型。研究双PWM变换器原理，分析双馈发电机励磁电源的双PWM变换器的拓扑结构。构造三相PWM变换器在同步旋转dq坐标系中的数学模型，提出网侧采用PWM变换器的电压、电流双闭环控制策略。通过MATLAB/SIMULINK平台进行仿真，证明该控制方案的可行性和正确性。分析机侧变换器的定子磁场定向矢量控制策略，结果显示双PWM变换器具有稳定性好、功率因数高、能量可双向流动、能够解耦控制等特点。接着通过分析双PWM变换器在电网电压波动下的仿真，验证低电压穿越技术的重要性，通过在风电公司的实

7、习情况，与实际生产结合研究低电压穿越改造项目。本文的研究价值是通过对DFIG控制系统的设计和仿真，为后续硬件设计提供理论意义，结合实际生产经历分析低电压穿越技术。关键词：风力发电；变速恒频；双馈发电机；双PWM变换器；低电压穿越技术iiABSTRACTABSTRACTEconomicdevelopmentneedsthesupportofenergy,China'sdependenceonelectricpowerisveryserious.Atpresent,peoplerealizethatthermalpowercanbringextremelyharshe

8、nviro