双馈风力发电机交流励磁控制技术

随着双馈风电技术的快速发展，双馈风电机组装机在电力系统内渗透率大幅攀升，双馈风力发电机组控制技术与故障电网兼容性的问题目益凸显，而风力发电系统的电网接人标准日益提高。《双馈风力发电机交流励磁控制技术》以双馈异步感应发电机的数学模型、正负序解耦控制和暂态特征分析为基础，对双馈发电机四象限变流器的交流励磁和暂态控制策略进行了深入研究，在基于电压不平衡的网侧变流控制和负序电流补偿技术、转子电流小惯性控制环节的参数整定方法、基于Crowbar电路的低电压穿越、基于强励的低电压穿越控制等若干方面，取得了一些具有理论意义和工程应用价值的研究成果。针对电机参数的非线性时变问题，《双馈风力发电机交流励磁控制技术》围绕集肤效应、临近效应和磁路特征，分析了参数非线性时变的基本原理，并通过Matlab和有限元分析进行了验证。《双馈风力发电机交流励磁控制技术》可供从事新能源发电、特别是从事风力发电技术研究的高等院校电气工程及相关学科师生使用，也可作为从事相关工作的科研院所研究人员的参考用书。

骆皓，山东禹城人，工学博士，博士后，南京工程学院副教授，不错1：程师，研究生导师，江苏省新能源专业委员会委员，南京市鼓楼区科协委员。主要从事变速型复合江机、新能源发电及其控制系统等领域的研究工作。近年来，主持或作为技术负责人完成省部级鉴定项口3项，在研国家自然科学基金项曰、中国博士后科学基金面上项目、江苏省自然科学基金面上项目、江苏省配电网智能技术与装备协同创新中心开放基金、江苏省“六大人才高峰”高层次人才资助项翻等多项课题。主持及参与企业标准编写3部。获教育部科技成果完成者证书、北京市科学技术进步奖二等奖、南京市鼓楼区知识产权优选工作者称号、中国华电集团科技进步三等奖、江苏省“六大人才高峰”高层次人才选拔培养对象等奖励或荣誉称号。

1绪论
1.1风力发电的意义和前景
1.2风力机空气动力特性
1.3风力发电系统概述
1.3.1风力发电系统控制和功率控制概述
1.3.2直驱型（半直驱型）风力发电技术概述
1.3.3双馈风力发电控制技术研究现状
1.4本书的研究内容和章节设置
2双馈感应发电机的数学模型与特性分析
2.1引言
2.2三相对称绕组双馈感应电机运行功率特性
2.3交流励磁功率在绕组、频率归算中的等值计算
2.4本章小结
3基于正负序解耦的网侧变流器控制研究
3.1引言
3.2网侧变流器控制模型
3.2.1三相静止坐标系中的数学模型
3.2.2两相旋转坐标系下的数学模型
3.3基于电网电压定向的网侧变流器控制研究
3.4一种基于网侧变流控制的负序电流补偿控制研究
3.4.1三维αβ0-dq0复空间的功率计算方法
3.4.2网侧变流器功率和直流母线电压脉动分析
3.5本章小结
4基于定子磁链定向的双馈感应风力发电机正负序解耦矢量控制研究
4.1引言
4.2基于定子正负序磁链定向的转子正负序解耦励磁控制策略
4.3电压平衡状态下发电机定子PQ输出和转子电流数值区间分析
4.3.1双馈异步发电机等效电路的功率分析
4.3.2定子PQ输出和转子电流数值区间分析
4.3.3基于PQ工作点位移的双馈发电机控制方法
4.3.4基于PQ工作点位移的双馈发电机控制仿真
4.4一种基于开关频率函数的I-PI双电流闭环参数整定研究
4.4.1电流P1调节内环设计
4.4.2电流外环设计
4.4.3双电流闭环调节器参数整定函数自变量分析
4.4.4双电流闭环调节器参数整定仿真分析
4.5本章小结
5基于电网故障暂态分析的双馈风电系统控制研究
5.1引言
5.2电压不平衡条件下双馈风电系统的PS-VS和NS-VR综合控制
5.2.1电压不平衡跌落条件下：PS-VS和NS-VR的数学模型
5.2.2基于PS-VS和NS-VR控制目标的综合控制
5.2.3PS-VS和NS-VR控制目标的动态优化容量分配
5.2.4仿真分析
5.3基于频域分析的双馈发电机非线性crowbar电路线性化计算
5.3.1电网电压跌落时双馈机瞬态电流解析
5.3.2线性crowbar电路计算
5.3.3非线性crowbar电路的线性化分析
5.3.4crowbar电路仿真研究
5.4基于暂态磁链补偿前馈的双馈风电低电压穿越强励直流灭磁
5.4.1电网故障条件下暂态控制方程
5.4.2电网故障条件下的强励灭磁
5.4.3灭磁电流归零导数约束条件
5.4.4暂态强励灭磁可控性分析
5.4.5仿真分析
5.5基于定子电流正弦控制的双馈风电低电压穿越强励控制研究
5.5.1电网故障下的转子电流控制
5.5.2基于多分量增益的并联比例谐振控制
5.5.3仿真分析
5.6本章小结
6双馈风力发电系统实验研究
6.1引言
6.230kW双馈发电机组实验平台
6.3电网电压不平衡条件下的网侧变流器负序电流补偿实验
6.4稳态并网和功率因数调节实验
6.5基于非线性整流crowbar电路的低电压穿越实验
6.6基于暂态磁链补偿前馈的低电压穿越强励直流灭磁实验
6.7基于定子电流正弦控制的双馈发电机低电压穿越强励控制实验
6.82MW变流器低电压穿越实验
6.9本章小结
7双馈感应电机参数非线性特征分析
7.1引言
7.2集肤效应及邻近效应特性分析
7.3双馈感应电机非线性时变参数分析
7.4电机参数非线性导致参数求解误差算例分析
7.5本章小结
8总结和展望
8.1总结
8.2未来研究展望
参考文献