風能作為一種可再生的清潔能源具有廣闊的利用前景。與傳統(tǒng)的風力發(fā)電方式相比，變速恒頻雙饋風力發(fā)電技術(shù)具有能量利用效率高和發(fā)電質(zhì)量好的優(yōu)點。實際應用中雙饋發(fā)電機的并網(wǎng)控制效果對于電網(wǎng)和發(fā)電機的安全運行具有重要的意義，而傳統(tǒng)的并網(wǎng)方式已經(jīng)不能滿足雙饋電機的并網(wǎng)要求。基于這一點，本課題在前人研究基礎(chǔ)上，提出了雙饋電機的新型空載并網(wǎng)勵磁控制策略，并設(shè)計了雙饋電機的準同期空載并網(wǎng)勵磁控制器進行實驗研究。
    文中對雙饋風力發(fā)電勵磁控制系統(tǒng)進行了比較全面的理論分析和實驗研究。首先在分析風力機特性和雙饋異步發(fā)電機的工作原理的基礎(chǔ)上，運用矢量變換技術(shù)，通過坐標變換給出了雙饋電機發(fā)電系統(tǒng)在兩相靜止坐標系下的數(shù)學模型和基于定子磁鏈定向的同步旋轉(zhuǎn)坐標系下的動態(tài)數(shù)學模型。繼而依據(jù)所建立的數(shù)學模型提出了對頻率和幅值分別閉環(huán)PI調(diào)節(jié)的雙饋電機的空載并網(wǎng)控制策略，使系統(tǒng)在風速變化時跟蹤電網(wǎng)信息變化。然后分析研究了雙饋電機的準同期并網(wǎng)控制策略，確立了微調(diào)頻率調(diào)節(jié)機端電壓相角的準同期并網(wǎng)控制方法。
    本課題搭建了雙饋風力發(fā)電勵磁控制系統(tǒng)的實驗裝置，并在此裝置上進行了相關(guān)實驗。在風速變化時，定子輸出的感應電壓幅值與頻率通過PI自動調(diào)節(jié)達到與電網(wǎng)電壓幅值、頻率完全一致，并通過準同期并網(wǎng)控制方法，實現(xiàn)了發(fā)電機與電網(wǎng)之間的柔性連接，達到風機安全并網(wǎng)的控制要求。通過得出的實驗結(jié)果分析，驗證了控制策略的可行性，證明雙饋發(fā)電機勵磁控制器實驗裝置具有良好的調(diào)節(jié)性能。
    關(guān)鍵詞：風力發(fā)電，變速恒頻，雙饋電機，定子磁鏈定向，空載并網(wǎng)