双馈风力发电系统的柔性并网控制策略研究开题报告

1. 研究目的与意义

本课题现状及发展趋势：

随着世界经济的迅速发展，资源日渐缺少，可再生资源的开发和利用受到广大的关注。风能以其无污染、可再生的特点受到世界人民的广泛关注，是一种具有潜力的环保新能源。我国有绵长的海岸线，大片的草原与戈壁，风力资源十分富裕。随着我国不断加大对风力发电的投入力度，风力发电近年来得以迅速发展，已成为一种重要的能源供应，风电技术也得到了快速发展，近几年具有非常高的利用率，可再生风能资源的开发利用越来越受到重视，目前市场上应用最多的为双馈式发电机。

普通意义下的双馈风力发电机是一种绕线式转子电机,它的定子和转子都可以向电网反馈电，因此简单称做为双馈电机。因为受风力资源每个季节波动的影响，容量大的风电场并网会对电网的电能质量、稳定性、线路损耗以及继电保护产生影响。

2. 研究内容和问题

基本内容：

随着世界经济的迅速发展，资源日渐减少，可再生资源的开发和利用受到广大关注。风能以其无污染、可再生的特点受到世界人民的广泛关注，是一种具有潜力的环保新能源。随着我国不断加大对风力发电的投入力度，风力发电近年来得以迅速发展，已成为一种重要的能源供应，风电技术也得到了快速发展，近几年具有非常高的利用率。双馈风力发电系统的变流器体积小、重量轻、经济性能高，能够完成最大的风能跟踪，也是当前风力发电系统的主流机型。双馈电机的数学模型虽然有些复杂，但是其控制理论相对成熟，具有很好的调速作用。随着大规模风电场的并网运行，在电网或线路发生故障时，容易导致电压不稳定，因此必须增强风力发电系统并网运行的稳定性。本课题主要研究双馈电机的数学模型，通过矢量变换方法，采用电网电压定向矢量的控制策略，通过转子侧变换器，对转子绕组进行励磁控制，实现双馈风力发电系统的柔性并网控制、最大风能跟踪控制策略。能够实现风力发电系统的稳定运行，提高风力发电系统的运行效率。

3. 设计方案和技术路线

课题研究方法：

研究双馈风力发电系统的空载并网控制方法，利用基于电网电压定向矢量的控制技术，确定dq旋转坐标系下双馈风力发电机的数学模型，采用双pwm励磁变换器实现对转子的励磁控制，网测变换器保持母线电压的稳定，输出功率实现解耦控制，并进行柔性并网和最大功率跟踪，使风力发电系统运行在高效状态。

技术路线：

4. 研究的条件和基础

1、学习和掌握双馈风力发电系统的柔性并网控制理论；

2、查阅相关的文献资料；

3、掌握matlab2012仿真软件的应用知识。