【正文】 摘要 在當(dāng)今石油等資源日益短缺的情況下,風(fēng)能作為一種清潔的可再生能源，變得越來(lái)越受到重視。隨著風(fēng)力發(fā)電機(jī)單機(jī)容量不斷增大，發(fā)電機(jī)并網(wǎng)時(shí)所造成的電流沖擊不斷變大，使得風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)和電網(wǎng)的相互影響越來(lái)越復(fù)雜，因此必須對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的并網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行深入的研究。 在現(xiàn)今世界風(fēng)能應(yīng)用技術(shù)中，雙饋發(fā)電機(jī)進(jìn)行矢量控制研究技術(shù)是相對(duì)成熟的。矢量控制技術(shù)作為一種比較先進(jìn)的控制策略，是在電機(jī)機(jī)電能量轉(zhuǎn)換、統(tǒng)一理論和坐標(biāo)理論的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，具有新穎性、先進(jìn)性和實(shí)用性。 本文首先對(duì)DIFG的運(yùn)行理論進(jìn)行分析，建立了DIFG數(shù)學(xué)模型，對(duì)坐標(biāo)變換及運(yùn)行特性進(jìn)行了理論指導(dǎo)，為雙饋電機(jī)的研究奠定了理論基礎(chǔ)。通過(guò)對(duì)雙饋型發(fā)電機(jī)的工作原理的分析，建立了交流勵(lì)磁發(fā)電機(jī)的三相靜止坐標(biāo)系數(shù)學(xué)模型，提出了基于定子磁場(chǎng)定向的矢量控制策略，采用定子磁場(chǎng)定向的矢量控制方法實(shí)現(xiàn)對(duì)雙饋發(fā)電機(jī)的有功功率和無(wú)功功率的獨(dú)立控制。這些都是為進(jìn)一步的深入研究提供了有效的理論依據(jù)。 其次，采用一種能量雙向流動(dòng)的雙PWM變換器，滿足了交流勵(lì)磁發(fā)電系統(tǒng)勵(lì)磁的需要，詳細(xì)分析了三相電壓型整流器的基本原理和數(shù)學(xué)模型，并確定了以電網(wǎng)電壓定向的矢量控制策略。介紹了空間矢量脈寬調(diào)制的方法。 最后，對(duì)轉(zhuǎn)子側(cè)的電流電壓進(jìn)行了MATLAB的仿真 ，并對(duì)發(fā)電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行了研究 關(guān)鍵詞：交流勵(lì)磁，變速恒頻，磁場(chǎng)定向矢量控制，并網(wǎng)同期控制 雙PWM變換器MATLABAbstract Wind power as a kind of clean and renewable energy, in today39。s increasingly scarce resources such as oil, bee more and more attention by the wind generator with single capacity increase, and generators resulted from the grid current shock kept getting bigger, make wind power systems and grid influence each other more and more plicated, so we have to investigated this in depth. In this paper, the relative fledged doublyfed generator in wind energy application technology in the day is researched on vector control. Vector control is one of the advanced theories, which is based on motor unification principle, energy conversion and vector coordinate transformation theory. It has many advantages such as novelty,practicability and advancement. Firstly, the basic principle of variable speed wind turbine generators is to the variable speed wind turbine operating in different regions, the basic control strategy is set out. After the analysis of its structure and its VSCF electricity generating principle, the mathematic model of the doublefed generator in static threephase coordinate and in rotary twophase coordinate is build. the stator fieldoriented vector control method for the control of the doublyfed generator is used. Using vector control technology, a doublyfed generator independent of the active and reactive power control is achieved. which found the effective theory for the further , It put forward and designed a dual PWM converter with the capacity of energy bidirectional flow. It also analyzed the basic theory and mathematical model of threephase voltage source PWM rectifier. the electrical source voltageoriented vector control strategy is issued. At last, according to VSCF doublyfed wind turbine control system characteristic, the research based on DSP VSCF doublyfed wind power control systemKeywords: ACexcitation, VSCF, fiuxoriented vector control, girdconnection synchronous cortrol Double PWM converter MATLAB目錄摘要 IAbstract II目錄 III第一章緒論 1 1 1 1 1 1 2 3 論文工作的主要內(nèi)容 4 雙饋電機(jī)的理論 5 雙饋電機(jī)調(diào)速的基本原理 5 雙饋發(fā)電機(jī)的等效電路圖 6 7 小結(jié) 7 第三章 轉(zhuǎn)子側(cè)PWM變換器及其對(duì)DFIG的運(yùn)行控制 8 雙PWM變換器的性能要求及特點(diǎn) 8 9 9 11 定子磁鏈定向矢量控制 13 轉(zhuǎn)子側(cè)變換器控制 15 16 第四章 風(fēng)力發(fā)電機(jī)的空載并網(wǎng)控制 17 17 并網(wǎng)型風(fēng)力發(fā)電的特點(diǎn) 18 18 19 20 20 21 第五章無(wú)刷雙饋電機(jī)運(yùn)行仿真 22 22 22 25 25 27 28 第六章 小結(jié)與展望 29致謝 30參考文獻(xiàn) 31第一章緒論 能源短缺和環(huán)境污染是當(dāng)今人類面臨的兩大重要難題。隨著世界人口的不斷增加和全球經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人類對(duì)能源的需求不斷增加，然而煤、石油等為主的常規(guī)能源的資源是有限的，而且利用這些能源時(shí)會(huì)給環(huán)境造成嚴(yán)重的污染。面對(duì)日益短缺的資源狀況，全世界必須采取節(jié)流開(kāi)源的戰(zhàn)略。一方面是節(jié)約能源，另一方面是找到新的課代替的能源，大力開(kāi)發(fā)利用可再生能源，是可持續(xù)發(fā)展的道路。風(fēng)能、太陽(yáng)能等可再生資源已在世界范圍內(nèi)受到重視。 風(fēng)力發(fā)電是新能源中技術(shù)最成熟、最具有規(guī)模開(kāi)發(fā)條件及商業(yè)化發(fā)展前景的可再生能源技術(shù)。同時(shí)風(fēng)能資源又是清潔能源，根據(jù)國(guó)際綠色和平組織和世界風(fēng)能協(xié)會(huì)共同發(fā)布的《風(fēng)力12》預(yù)計(jì)，2020年世界電力12%將來(lái)自風(fēng)電，將大大減少因火力發(fā)電給大氣層帶來(lái)的危害。風(fēng)能的合理開(kāi)發(fā)和利用可以緩解目前能源匱乏及燃料資源對(duì)環(huán)境帶來(lái)的污染問(wèn)題，在遠(yuǎn)期可能成為世界上重要的替代能源。 風(fēng)能跟陽(yáng)光一樣，是取之不盡、用之不竭的可再生能源。風(fēng)力發(fā)電沒(méi)有燃料短缺問(wèn)題，不會(huì)產(chǎn)生輻射和二氧化碳公害。風(fēng)力儀器要比太陽(yáng)能儀器便宜九成之多。中國(guó)風(fēng)能儲(chǔ)存量很大，分布面積廣，甚至比水能還要豐富。合理利用風(fēng)能，既可減少環(huán)境污染，又可減輕當(dāng)今社會(huì)越來(lái)越大的能源短缺壓力。 風(fēng)力發(fā)電的過(guò)程就是風(fēng)能經(jīng)過(guò)風(fēng)葉將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能的過(guò)程，風(fēng)力發(fā)電的兩個(gè)主要部件是風(fēng)力機(jī)和發(fā)電機(jī)，其中風(fēng)力發(fā)電機(jī)及其控制系統(tǒng)負(fù)責(zé)將機(jī)械能裝換為電能。這一部分是整個(gè)系統(tǒng)的核心，直接影響著整個(gè)系統(tǒng)的性能、效率和電能質(zhì)量，也影響到風(fēng)能吸收裝置的運(yùn)行方式、效率和結(jié)構(gòu)，因此，研制適用于風(fēng)電轉(zhuǎn)換的高可靠性、高效率、控制及供電性能良好的發(fā)電機(jī)系統(tǒng)，是風(fēng)力發(fā)電機(jī)技術(shù)的研究重點(diǎn)。 在眾多新型可再生能源中，風(fēng)能是分布范圍廣泛的，風(fēng)力發(fā)電技術(shù)比較成熟而且成本相對(duì)較低，最具有大規(guī)模開(kāi)發(fā)和商業(yè)化發(fā)展前景，因此風(fēng)力發(fā)電在改善能源結(jié)構(gòu)以及節(jié)能減排方面的作用受到了人們?cè)絹?lái)越多的關(guān)注，成為目前國(guó)際上可再生能源領(lǐng)域發(fā)展最快的清潔能源。 風(fēng)電技術(shù)發(fā)展迅速，水平軸風(fēng)電機(jī)組技術(shù)成為主流，占到95﹪以上的市場(chǎng)份額；風(fēng)電機(jī)組單機(jī)容量持續(xù)增大，世界上主流機(jī)型已經(jīng)從2000年的 500～1000kW增加到2007年的2～5MW；變槳距功率調(diào)節(jié)方式由于載荷控制平穩(wěn)、安全和高效等優(yōu)點(diǎn)得到迅猛發(fā)展，在大型風(fēng)電機(jī)組上得到廣泛采用；風(fēng)能的大規(guī)模開(kāi)發(fā)今后將更多依賴于規(guī)模化、系列化和標(biāo)準(zhǔn)化，以降低成本提高效益；隨著關(guān)鍵技術(shù)和裝備的逐漸成熟，海上風(fēng)電開(kāi)發(fā)將是未來(lái)發(fā)展的一個(gè)重要方向，MW級(jí)海上風(fēng)電機(jī)組的商業(yè)化已經(jīng)成為世界風(fēng)能利用的新趨勢(shì)。與此同時(shí)，各種新技術(shù)和新裝備的應(yīng)用、標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范的完善、產(chǎn)品質(zhì)量的提升和風(fēng)電市場(chǎng)的規(guī)范，也為風(fēng)電產(chǎn)業(yè)長(zhǎng)遠(yuǎn)持續(xù)發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 能源和環(huán)境危機(jī)與國(guó)民經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展之間的矛盾，促進(jìn)了風(fēng)力發(fā)電產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展，風(fēng)電在我國(guó)能源結(jié)構(gòu)中的地位日益受到重視。中國(guó)發(fā)展并網(wǎng)風(fēng)力發(fā)電始于 1990年，到2004