【正文】 老師淵博的學(xué)識(shí)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度使我受益匪淺，將激勵(lì)著我在今后的工作中不斷進(jìn)取，永不怠慢。在此對(duì)恩師XXX教授表示崇高的敬意和由衷的感謝。參 考 文 獻(xiàn)[1] 王長(zhǎng)貴，崔容強(qiáng)，[J].北京，中國(guó)電力出版社,2003.[2] [J].遼寧氣象，2003.[3] 許洪華，郭金東，鄂春良. 世界風(fēng)電技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)和我國(guó)未來(lái)風(fēng)電發(fā)展探討[J].電力設(shè)備，2005.[4] 馬洪飛，徐殿國(guó)，苗立杰. 幾種變速恒頻風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)控制方案的對(duì)比分析[J].電工技術(shù)雜志，2000.[5] 潘文霞，陳允平，[J].中小型電機(jī)，2001.[6] 葉杭冶. 風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的控制技術(shù)[J]. 北京,機(jī)械工業(yè)出版社，2002.[7] 劉其輝，賀益康，趙仁德. 變速恒頻風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)最大風(fēng)能追蹤控制[J]. 電力系統(tǒng)自動(dòng)化，2003.[8] 卞松江, 變速恒頻風(fēng)力發(fā)電關(guān)鍵技術(shù)研究[D]..[9] J．GSlootweg．S．W．H．de Haan,et a1．General Model for Representing Variable Speed Wind Turbines in Power System Dynamics Simulations[J].IEEE Transaction on Power Systems, 2003.[10] 潘文霞，艾斯卡爾，史林軍等．變速恒頻風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)控制方案的分析與比較[J]．太陽(yáng)能，2004.[11] . ElSattar,. Saad,. Shams response of doubly fed induction generator variable speed wind turbine under fault[J].Electric Power Systems Research,2008,().[12] 李亞林，李含善，[J].電力科學(xué)與工程，2007,23(3).[13] 劉芳宇，[J].電氣技術(shù)，2007,(11).[14] [J].黑龍江科技信息,2008,(33). [15] [D].2006.[16] [D].2008.[17] 張先勇，吳捷，[J].陜西科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版) ，2007，25(1).[18] [D].2007.[19] 任永峰，李含善，[J].電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化學(xué)報(bào)，2009，21(5). 致 謝本論文在XXX教授的悉心指導(dǎo)下完成。,通過(guò)分析雙饋感應(yīng)發(fā)電機(jī)構(gòu)造特點(diǎn)及運(yùn)行原理,得到其在三相靜止坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型,以及運(yùn)動(dòng)方程，由于靜止坐標(biāo)系下的發(fā)電機(jī)方程組是一個(gè)非線性、強(qiáng)禍合、高階、非常系數(shù)的微分方程組,為了實(shí)現(xiàn)交流發(fā)電機(jī)的解耦控制,采用3s/2r坐標(biāo)變換技術(shù),將其等效為直流電機(jī),大大簡(jiǎn)化了雙饋感應(yīng)發(fā)電機(jī)的控制,并得到兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的雙饋感應(yīng)發(fā)電機(jī)各電磁方程,建立了在該坐標(biāo)系下的狀態(tài)方程,并以此建立仿真模型；推導(dǎo)了網(wǎng)側(cè)PWM變流器在三相靜止坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型，為了便于矢量控制設(shè)計(jì)，應(yīng)用3s/2r坐標(biāo)變換技術(shù)將其轉(zhuǎn)化成兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型，同時(shí)推導(dǎo)了雙PWM電壓型變流器中間直流環(huán)節(jié)的數(shù)學(xué)模型；基于坐標(biāo)變換理論和矢量控制理論，完成了電網(wǎng)電壓定向的網(wǎng)側(cè)變流器矢量控制設(shè)計(jì)和定子磁鏈定向的轉(zhuǎn)子側(cè)變流器矢量控制設(shè)計(jì)，并建立了轉(zhuǎn)子側(cè)變流器矢量控制仿真模型。本文以雙饋感應(yīng)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)為研究對(duì)象，對(duì)其運(yùn)行原理、控制方法等進(jìn)行了基礎(chǔ)性的理論研究并建立了基于MATLAB的系統(tǒng)仿真模型。為實(shí)現(xiàn)最大風(fēng)能追蹤，應(yīng)依據(jù)風(fēng)力機(jī)最佳功率曲線和風(fēng)力機(jī)轉(zhuǎn)速實(shí)時(shí)計(jì)算雙饋電機(jī)的參考輸出有功功率P1，即令Pmec與不同風(fēng)速下最佳功率曲線的最大值相對(duì)應(yīng)，可得： （） 將其指令作為輸入功率的給定值，通過(guò)PI調(diào)節(jié)輸出需要的勵(lì)磁電流，對(duì)于無(wú)功功率的給定可以根據(jù)電網(wǎng)電壓的要求設(shè)定，一般取無(wú)功功率為0。獲得實(shí)現(xiàn)P、Q獨(dú)立可調(diào)的dq坐標(biāo)系下的轉(zhuǎn)子分量電壓表達(dá)式（339）后，通過(guò)2r/3s坐標(biāo)變換可獲得發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子三相電壓，用作勵(lì)磁變流器所需的PWM指令，控制PWM變流器產(chǎn)生所需頻率、大小、相位的三相交流勵(lì)磁電壓。分別為實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)子電壓，電流解耦控制的解耦項(xiàng)；ΔudΔuq2分別為消除dq軸轉(zhuǎn)子電壓，電流分量間交叉耦合的補(bǔ)償項(xiàng)。由此可得： （），將式(333)代入式(310)，得到轉(zhuǎn)子勵(lì)磁電流方程為： （）將式（337）代入式（311）由此得轉(zhuǎn)子磁鏈方程： （）將式（338）代入轉(zhuǎn)子繞組電壓方程式(39)得： （） 式中：ud239。，為了實(shí)現(xiàn)其dq軸變量之間的解耦，可采用定子磁鏈定向，使以同步轉(zhuǎn)速n1旋轉(zhuǎn)的坐標(biāo)軸d與定子綜合磁鏈Ψ1相重合，則有： （） 由于發(fā)電機(jī)定子繞組直接接電網(wǎng)，電網(wǎng)電壓較高，在這種情況下可忽略定子電阻壓降，對(duì)于發(fā)電機(jī)慣例，有： （）即相電壓矢量將比磁鏈?zhǔn)噶繙?0176。因此在實(shí)際應(yīng)用中，以定子電壓矢量或者以定子繞組總磁鏈為參考矢量，可使控制系統(tǒng)變得相對(duì)簡(jiǎn)單。 轉(zhuǎn)子側(cè)變流器的定子磁鏈定向矢量控制設(shè)計(jì) 發(fā)電機(jī)并網(wǎng)運(yùn)行時(shí)，無(wú)窮大電網(wǎng)電壓頻率近似為定值，即發(fā)電機(jī)始終是在工頻50Hz下運(yùn)行，在這樣的頻率下，通常電機(jī)定子繞組的電阻可以忽略不計(jì)。因此可采用電網(wǎng)電壓定向的矢量控制策略。即有uaN=Saudc，式（318）可改寫為： （）對(duì)于三相對(duì)稱電源的三相無(wú)中線系統(tǒng)，ia+ib+ic=0，且ua+ub+uc=0，那么由式（319）可得： （）則式（319）可表達(dá)為： （）對(duì)于圖34所示的電路中的濾波電容C，有： （）聯(lián)立式（321）和式（322），引入狀態(tài)變量X=[ia,ib,ic,udc],于是得到PWM變流器的狀態(tài)方程表達(dá)式為： （）上式中以上我們得到了電壓型PWM變流器三相靜止坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型,，但其交流側(cè)均為時(shí)變交流量，不利于控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，為此我們應(yīng)用坐標(biāo)變換理論，將其轉(zhuǎn)換為dq坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型為： （） 式中： ud、uq、id、iq——網(wǎng)側(cè)dq軸的電壓和電流； udc——輸出的直流電壓； Sd，Sq——dq坐標(biāo)系下的等效開關(guān)函數(shù)； ω——電網(wǎng)電壓的角頻率。關(guān)斷時(shí)，開關(guān)函數(shù)Sa=l，此時(shí)uaN=udc；當(dāng)Va關(guān)斷而Va39。根據(jù)上圖，采用基爾霍夫電壓定律建立三相PWM變流器的單相回路方程為： （）式（318）中，uNO是直流側(cè)負(fù)端N到三相中點(diǎn)O的電壓。采用開關(guān)函數(shù)建立模型，定義三相橋臂開關(guān)函數(shù)Sk(k=a、b、c)：由變流器工作原理我們知道，每個(gè)橋的上下橋臂的開關(guān)管不能同時(shí)導(dǎo)通，即在同一時(shí)刻只有一個(gè)導(dǎo)通，一個(gè)關(guān)斷，所以有Sk+Sk39。在三相系統(tǒng)中，最常用的結(jié)構(gòu)是三相半橋結(jié)構(gòu)，電壓通過(guò)變壓器給變流器供電，經(jīng)電感濾波后，接入三相橋交流側(cè)，橋臂采用功率開關(guān)管和二極管并聯(lián)，直流側(cè)接大電容，作平波與儲(chǔ)能用。因而在分析中只能分別區(qū)分為電網(wǎng)側(cè)變流器和轉(zhuǎn)子側(cè)變流器。 P2 Pdc1 Pdc2 Pf Pcf +DFIG C udc 電網(wǎng) _ 轉(zhuǎn)子側(cè)PWM變流器 網(wǎng)側(cè)PWM變流器圖35 背靠背雙PWM電壓源變流器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖中P2為雙饋電機(jī)轉(zhuǎn)子側(cè)吸收的有功功率；Pf為背靠背PWM變流器從電網(wǎng)吸收的有功功率；Pcf表示流過(guò)電容電流的有功功率,在忽略電容損耗的情況下,這部分能量被儲(chǔ)存在電容器中；Pdc1為轉(zhuǎn)子側(cè)變流器的直流輸入功率氣為網(wǎng)側(cè)變流器的直流輸出功率,即負(fù)載功率。通過(guò)發(fā)電機(jī)在dq坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型,我們可以得到雙饋感應(yīng)發(fā)電機(jī)在同步坐標(biāo)系下的狀態(tài)方程： （） （）式中： A中ωs=ω1ω2，被稱為轉(zhuǎn)差角速度。 Ψd1,Ψq1,Ψd2,Ψq2分別為定轉(zhuǎn)子磁鏈的dq軸分量。為此，應(yīng)用坐標(biāo)變換理論，將三相靜止坐標(biāo)系下的方程轉(zhuǎn)換到dq坐標(biāo)系下，得到兩相同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型如下：（1）定子繞組電壓方程 （）（2）轉(zhuǎn)子繞組電壓方程 （）式中： ud1,uq1,ud2,uq2分別為定轉(zhuǎn)子電壓的dq軸分量。仿造三相感應(yīng)發(fā)電機(jī)的研究方法進(jìn)行繞組折算，根據(jù)規(guī)定的正方向，得到雙饋感應(yīng)發(fā)電機(jī)在三相靜止坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型如下：（1）定子繞組電壓方程 （）（2）轉(zhuǎn)子繞組電壓方程 （）其中，u1，u2分別為定子和轉(zhuǎn)子相電壓瞬時(shí)值；i1，i2分別為定子和轉(zhuǎn)子相電流瞬時(shí)值，Ψ1，Ψ2分別為定子和轉(zhuǎn)子繞組磁鏈；R1，R2分別為定子和轉(zhuǎn)子繞組電阻值；p為微分算子，代替微分符號(hào)d/dt。（3）忽略繞組的集膚效應(yīng),忽略定轉(zhuǎn)子繞組的溫升。,所產(chǎn)