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步入二十一世纪,煤炭、石油、天然气等化石燃料日益枯竭,人类面临着严重的能源危机。随着常规能源的日益紧缺和环境污染的日益加重,风能作为可再生清洁能源越来越受到人们的重视,在风能利用方式中,风力发电是人类对风能利用最有效且技术相对最成熟的方式。本文以变速恒频双馈风力发电系统中双PWM变换器为研究重点展开论述。 在深入了解国内外风力发电的发展现状及趋势的前提下,研究了双馈风力发电机的工作原理,把变速恒频双馈风力发电系统分为风力机、双馈感应发电机、双PWM变换器三大组成部分,分别研究这三部分的特性及其基本原理,在此基础上分别建立风力机、双馈感应发电机、双PWM变流器在三相静止坐标系下的数学模型。为了方便研究双PWM变换器的控制策略,引入以所产生的磁动势相同为等效原则的坐标变换理论,分析了坐标变换的基本原理,得出三相静止ABC坐标系、两相静止ab坐标系、两相旋转dq坐标系三者之间相互转化的变换矩阵。从而得到双馈感应发电机、双PWM变流器在上述三个坐标系下的数学模型。在此基础上应用MATLAB/Simulink仿真软件搭建其仿真模型。 本文以双PWM变换器为研究重点,在深入研究空间矢量控制原理的基础上,对于转子侧变换器采用基于PI控制器的定子磁链定向矢量控制策略,对其电流内环控制、转速外环控制和磁链观测环节研究设计。网侧变换器采用电网电压定向矢量控制策略,对电压外环和电流内环控制环节进行分析设计,针对风速变化频繁的特点,以稳定直流母线电压提高系统动态响应速度为目标,把双PWM变换器的转子侧和网侧变换器看作整体采用联合控制策略对转子侧的控制策略进行改进,在联合控制策略中,把流入转子侧变换器的电流最为前馈控制电流,进行前馈控制。在分析研究双PWM变换器控制策略的基础上应用MATLAB/Simulink仿真软件搭建其仿真模型,对控制策略的性能进行仿真验证。