双馈风力发电机矢量控制研究

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1、沈阳工业大学硕士学位论文双馈风力发电机矢量控制研究Researchonvectorcontrolofdoublyfedwindpowergenerator作者：李湘宸单位：信息科学与工程学院指导教师：王向东教授单位：沈阳工业大学协助指导教师：单位：论文答辩日期：2015年03月01日学位授予单位：沈阳工业大学摘要随着化石能源使用的越来越多，对环境的影响也越来越大，亟需寻找一种新型的污染较小的能源来代替化石能源。风能拥有对环境零污染，可再生等优点越来越被人们重视。因此如何最大程度的获取风能一直是研究学者们的研究重点。双馈风力发电机是风力发电系统的重要组成部分。本文的研究对象是变速恒

2、频双馈感应发电机（DFIG），围绕双馈风力发电机的功率跟踪的控制问题进行研究。本文首先对风力发电系统的研究背景和意义进行了总体概括叙述，然后介绍了风力发电的发展历程以及近期国内外的发展现状，对变速风力发电系统进行了分析，建立了双馈风力发电机在三相静止坐标系abc下的数学模型，通过坐标变换得到两相同步旋转坐标系d-q下的数学模型，简化了双馈风力发电机各变量之间的关系。本文采用定子磁场定向的矢量控制方法实现对双馈发电机的控制，针对矢量控制系统中，当PI控制器用于复杂系统时，PI参数难以修正的问题，本文对传统的双馈风力发电矢量控制系统进行改进，提出了一种基于模糊控制器的双馈风力发电机矢

3、量控制系统，将模糊控制器与传统PI控制器相结合，用模糊控制器修正PI控制器的参数，加快响应速度，控制风力发电系统的输出有功功率能够快速跟踪参考功率。通过Matlab/Simulink仿真，结果表明引入模糊控制器的矢量控制系统相较于传统的矢量控制系统在PI参数最优或者PI参数在一定范围变化时具有良好的表现,具有跟踪速度快、超调量小的优点，验证了控制系统的可行性。最后，对全文进行总结。关键词：双馈感应发电机，定子磁链定向，模糊控制器，PI参数IAbstractWithmoreandmorefossilenergyuse,theimpactofenvironmentalpollutio

4、nisalsogrowing.Inthiscase,anewkindoflesspollutingenergyisneededtofindtoreplacefossilurgently.Windenergyhascleanforenvironmentanditisrenewable,whichareattractingmoreandmoreattentionbypeople.Therefore,researchersarealwaysfocusingonhowtomaximizetogetthewindenergy.Thevariablespeedconstantfrequenc

5、ydoublefedinductiongenerator(DFIG)isobjectofstudyonthispaper.Meanwhile,theproblemofcontrollingtrackingpowerfordoublefedinductiongeneratorwillberesearchedinthispaper.Firstly,thebackgroundandsignificanceofwindpowergenerationsystemaredescribedingeneraloutlines.Next,thedevelopmentstatusofwindpowe

6、rindomesticandforeignareintroduced.Then,theoperatingprincipleandareaofvariablespeedwindpowergenerationsystemareanalyzed.Afterthat,themodelofdoublefedinductiongeneratorinthree-phasestationaryabccoordinatesystemisestablished.Finally,themodelonthetow-phasesynchronousrotationspeedunderd-qcoordina

7、tesystemisaccordingtocoordinatetransformation,whichsimplifiestherelationshipsamongthevariablesfordoublefedinductiongenerator.Inthisthesis,themethodofstatorfieldorientedvectorcontrolisusedtocontrolthedoublefedgenerator.Forvectorcontrolsystem,P