电网不平衡条件下双馈风力发电系统的控制策略研究

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1、硕士学位论文MASTER'SDISSERTATION论文题目电网不平衡条件下双馈风力发电系统的控制策略研究作者姓名杨宗丰学科专业电力电子与电力传动指导教师魏艳君副教授2015年5月中图分类号：TM614学校代码：10216UDC：621.3密级：公开工学硕士学位论文电网不平衡条件下双馈风力发电系统的控制策略研究硕士研究生：杨宗丰导师：魏艳君副教授申请学位：工学硕士学科专业：电力电子与电力传动所在单位：电气工程学院答辩日期：2015年5月授予学位单位：燕山大学ADissertationinPowerElectronicsan

2、dPowerDevicesSTUDYOFTHECONTROLSTRATEGYFORTHEDOUBLYFEDWINDENERGYGENERATIONSYSTEMDURINGNETWORKUNBALANCEDbyYangZongfengSupervisor:ProfessorWeiYanjunYanshanUniversityMay,2015燕山大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：此处所提交的硕士学位论文《电网不平衡条件下双馈风力发电系统的控制策略研究》，是本人在导师指导下，在燕山大学攻读硕士学位期间独立进行研究工作所取得

3、的成果。论文中除已注明部分外不包含他人已发表或撰写过的研究成果。对本文的研究工作做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式注明。本声明的法律结果将完全由本人承担。作者签字：日期：年月日燕山大学硕士学位论文使用授权书《电网不平衡条件下双馈风力发电系统的控制策略研究》系本人在燕山大学攻读硕士学位期间在导师指导下完成的硕士学位论文。本论文的研究成果归燕山大学所有，本论文的研究内容不得以其它单位的名义发表。本人完全了解燕山大学关于保存、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关部门送交论文的复印件和电子版本，允许论文被查阅和借阅

4、。本人授权燕山大学，可以采用影印、缩印或其它复制手段保存论文，可以公布论文的全部或部分内容。保密□，在年解密后适用本授权书。本学位论文属于不保密□。（请在以上相应方框内打“√”）作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日摘要摘要随着社会发展的加速，人类对能源的消耗也与日俱增。化石能源的快速消费使人类面临着更多的危机，发展清洁能源已刻不容缓。风力发电因其丰富、清洁等优点为人们所关注，因而其相关技术获得了快速的发展。在风力发电系统中，双馈型发电机系统以其制造成本低、运行安全稳定、控制简单易行等优点得到了广泛的应用。本文以双馈

5、型风力发电系统变换器为研究对象展开深入研究。首先分析了网侧变换器在电网电压平衡与不平衡条件下传统矢量控制和基于滑模变结构的直接功率控制的实现方法，并且对比得出了两种方法的深层区别。针对在电网电压不平衡状态下上述控制方法直流电压控制不稳定问题，本文将变换器的直接输出功率的基频分量作为功率反馈量，解决了传统功率采集方法不准确带来的控制波动问题，从而对网侧变换器的数学模型进行了改进，改进后的变换器数学模型可以更精准的控制变换器传递的能量。本文还分析了机侧变换器在不同电网条件下的建模原理。对各种条件下传统的矢量控制和基于滑模变结构

6、的直接功率控制进行了详细的设计说明，并深入分析了双馈电机的机电特性在电网不平衡条件下对控制目标的影响。针对电网出现瞬时的电压突变时，电机出现的电磁响应问题，本文将直接功率控制与电机电磁暂态控制相结合，有效地解决了电网电压故障突变给电机带来的并网功率波动和电磁转矩长时间振荡的问题。理论分析和仿真验证表明，该方法可以有效地控制该过渡过程的快速性和稳定性。最后，通过MATLAB/Simulink软件进行了控制算法的仿真验证。搭建了实验平台对部分控制策略进行了实验验证。最终仿真及实验结果均证明了本文所改进的模型及控制算法是有效、可

7、行的。关键字：双馈风力发电；电网不平衡；直接功率控制；滑模变结构控制；电机暂态控制-I-燕山大学工学硕士学位论文AbstractWiththeaccelerateddevelopmentofthesociety,theconsumptionofenergyisalsogrowingeveryday.Therapidconsumptionoffossilenergymakesmorecrises,andthedevelopmentofcleanenergyisnecessaryincrunchtime.Wind-genera

8、tedelectricityisconcernedbecauseofitsabundanceandcleaning,soitobtaineddevelopmentfast.Thedoublyfedgeneratoriswidelyusedinwindpowergenerationsystemsbecau