【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TM315
【目录】：
- 摘要3-5
- ABSTRACT5-11
- 1 绪论11-27
- 1.1 可再生能源11
- 1.2 风力发电技术进展11-14
- 1.2.1 风力发电现状11-12
- 1.2.2 两种主流机型及技术特点12-14
- 1.3 直驱永磁同步风力发电机组及其控制策略研究现状14-21
- 1.3.1 主要并网拓扑结构及其技术特点14-16
- 1.3.2 电网正常情况下直驱永磁同步风力发电机组的控制16-21
- 1.4 电网非正常情况下直驱永磁同步风电机组的运行与控制研究现状21-25
- 1.4.1 电网电压不平衡时全功率并网变换器的控制策略22-23
- 1.4.2 直驱永磁同步风电机组的故障穿越运行控制策略23-25
- 1.5 本文研究的主要内容25-27
- 2 直驱永磁同步风电机组建模及最大风能跟踪控制27-41
- 2.1 引言27
- 2.2 直驱永磁同步风电机组的基本组成27-28
- 2.3 直驱永磁同步风力发电机组建模28-31
- 2.3.1 风轮机及传动链模型28
- 2.3.2 变桨距执行机构模型28-29
- 2.3.3 永磁同步电机数学模型29-30
- 2.3.4 永磁同步电机转子磁场定向矢量控制30-31
- 2.4 最大风能跟踪控制模式31-36
- 2.4.1 风力发电机组稳定运行区及最大功率曲线31-32
- 2.4.2 几种 MPPT 控制策略分析32-35
- 2.4.3 基于最优功率给定的 MPPT 控制策略实现35-36
- 2.5 直驱永磁同步风力发电机组的系统仿真研究36-39
- 2.6 小结39-41
- 3 电网侧变换器与电机侧变换器的协调控制策略研究41-61
- 3.1 引言41
- 3.2 电网侧变换器的建模与控制41-47
- 3.2.1 电网侧变换器运行机理分析42-43
- 3.2.2 同步旋转坐标系下电网侧变换器的数学模型43-45
- 3.2.3 电网侧变换器电网电压定向控制45-47
- 3.3 电网侧变换器与电机侧变换器的协调控制策略47-49
- 3.3.1 直驱永磁同步风力发电机组运行特性分析47-48
- 3.3.2 基于协调控制思想的电网侧变换器改进控制策略48-49
- 3.4 电网侧变换器与电机侧变换器协调控制的仿真研究49-55
- 3.5 实验对比验证55-59
- 3.6 小结59-61
- 4 全风况下直驱永磁同步风电机组的功率优化控制策略61-77
- 4.1 引言61
- 4.2 带变桨距控制的变速风力发电机组功率流分析61-63
- 4.3 直驱永磁同步发电机全风况控制策略63-66
- 4.3.1 基于转速反馈的最大风能跟踪控制63-64
- 4.3.2 变桨距控制64-66
- 4.3.3 功率平稳输出66
- 4.4 直驱永磁同步风力发电机组的双模功率控制策略66-69
- 4.4.1 转速控制模式67
- 4.4.2 功率平稳控制模式67-68
- 4.4.3 两种控制模式之间的平滑切换68-69
- 4.5 基于双模功率控制的直驱永磁同步风电机组的仿真研究69-75
- 4.5.1 随机风模拟69-70
- 4.5.2 仿真对比结果70-75
- 4.6 小结75-77
- 5 永磁同步风力发电机参数在线辨识方法研究77-87
- 5.1 引言77
- 5.2 电机参数误差对矢量控制系统的影响77-78
- 5.3 参数在线辨识方法研究78-82
- 5.3.1 几种参数在线估计方法79-80
- 5.3.2 基于电流环 PI 调节器输出的参数在线辨识方法80-82
- 5.4 应用参数在线辨识的永磁同步发电机仿真研究82-84
- 5.5 基于参数在线辨识的永磁同步电机实验验证84-85
- 5.6 小结85-87
- 6 直驱永磁同步风电机组故障穿越运行控制策略研究87-117
- 6.1 引言87-88
- 6.2 电网电压不平衡时全功率并网变换器的运行及分析88-94
- 6.2.1 不对称电磁量的对称分量表达88-90
- 6.2.2 不平衡电网电压条件下的电网侧变换器模型90-91
- 6.2.3 不平衡电网电压条件下电网侧变换器的常规控制91-92
- 6.2.4 考虑并网电抗器影响的功率特性分析92-94
- 6.3 电网电压不平衡时增强的直流侧电压控制策略94-100
- 6.3.1 负序电流指令值计算94
- 6.3.2 电量的正负序分离94-97
- 6.3.3 仿真对比验证及分析97-100
- 6.4 直驱永磁同步风电机组的故障穿越运行控制策略100-115
- 6.4.1 考虑电流限制的电流指令值计算101-102
- 6.4.2 电网故障情况下的电机侧变换器控制102
- 6.4.3 带前馈的直流侧电压弱控制102-104
- 6.4.4 仿真对比验证及分析104-115
- 6.5 小结115-117
- 7 结论117-119
- 致谢119-121
- 参考文献121-131
- 附录131
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