离网型双馈风力发电系统的控制策略研究

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1、中图分类号型互!垒UDC621．3硕士学位论文学校代码!Q5三三密级公珏离网型双馈风力发电系统的控制策略研究ResearchonControlStrategyforStand-AloneDFIG-basedWindPowerSystems作者姓名：学科专业：研究方向：学院(系、所)：指导教师：陈辉华电气工程电力系统及其自动化信息科学与工程学院韩华副教授论文答辩日期翌竖生羔旦莎曰答辩委员会主席茏呈盏中南大学二零一三年四月原创性声明本人声明，所呈交的学位论文是本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，除了论文中

2、特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得中南大学或其他单位的学位或证书而使用过的材料。与我共同工作的同志对本研究所作的贡献均已在论文中作了明确的说明。作者签名：煎烂笙日期：二坦芝年三月尘日学位论文版权使用授权书本人了解中南大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留学位论文并根据国家或湖南省有关部门规定送交学位论文，允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以采用复印、缩印或其它手段保存学位论文。同时授权中国科学技术信息研究所将本学位论文收录到《

3、中国学位论文全文数据库》，并通过网络向社会公众提供信息服务。作者签名：壁攫空导师签名离网型双馈风力发电系统的控制策略研究摘要：随着全球能源的短缺以及传统能源发电带来的环境问题的突出，风力发电受到了越来越多的关注。当前风力发电的研究绝大部分都侧重于并网型风力发电，但在解决电网无法覆盖地区的供电问题上，离网型风力发电更具优势。双馈电机(DFIG)采用转子励磁控制技术，在变速恒频风力发电系统中优势明显。为此本文对离网型双馈风力发电系统控制策略进行了研究。论文首先介绍了离网型风力发电系统结构，并对离网系统的两个主要部分——双馈电机

4、和背靠背变频器进行了分析建模，在该数学模型的基础上讨论了离网系统平衡负载下的控制策略。背靠背变频器通过中间电容实现两端相互解耦，利用转子侧变换器(RSC)控制建立双馈电机定子电压，即离网系统的母线电压；而利用负载侧变换器(LSC)控制建立中间直流电压。鉴于离网系统负载不平衡的情况时有发生，本文详细分析了不平衡负载对系统的影响，讨论了不平衡负载下的系统控制策略，提出了建立三相平衡定子电压的最终控制目的。出于对双馈电机的保护，本文采用通过LSC来补偿负序电流的策略。并提出利用PI加谐振(PIR)控制在正向旋转坐标系下同时控制电

5、流的正序分量和负序分量。考虑到控制系统的电流传感器过多，对系统经济性及稳定性不利，本文研究提出了一种减少一对电流传感器的控制策略，该控制策略避免了采样负载电流，但能达到同样的控制效果。最后通过仿真和实验验证了该控制策略的有效性和可行性。关键词：离网型风力发电；双馈电机；负载不平衡；PIR：减少电流传感器分类号：TM614IIResearchonControlStrategyforStand．AloneDFIG．basedWindPowerSystemsAbstract：Withtheshortageofglobalener

6、gyandtheprominentenvironmentalproblemscausedbyconventionalenergygeneration,windpowergenerationgetsmoreandmoreattention．Mostofcurrentresearchonwindpowergenerationfocus01"1grid-connectsystems，butstand-alonesystemshavemoreadvantagestosolvepowersupplyproblemsfortheare

7、aswhich西dcannotcovered．Thedoubly-fedinductiongenerator(DFIG)adoptrotorexcitationtechnologywhichmakesitmorecompetitweinwindpowersystemsofvariablespeedconstantfrequency．Forthisreason，thethesisdoresearchoncontrolstrategyforstand—aloneDFIG-based、7‰dPowerSystems．nlethe

8、sisfirstintroducesthestructureofstand．alonewindpowersystem，thenanalysesandmodelsthetwomainp抓s一一DFIGandback-to-backconverter,anddiscussitscontr01strategY