适用于变速恒频风力发电的定子双绕组感应发电系统的研究

摘要

近年来，不可再生能源储藏量不断减少、电力资源紧张及常规能源对环境污染严重等原因，使洁净的可再生能源发电，尤其是风能发电得到了长足的发展。交流电机变速恒频风力发电系统是20世纪70年代中后期以后逐渐发展起来的一种新型发电系统，变速恒频风力发电技术因其高效性和实用性正受到国内外越来越多的重视。 同时，随着电力电子技术、控制技术和微处理器技术的飞跃发展，又有许多新技术出现，它们向风力发电提出了新的和高压直流输电网并网的要求。本文正是在此背景下对一种新型的、适用于变速恒频风力发电系统的鼠笼型感应电机发电系统——定子双绕组感应电机高压直流发电系统进行了研究。 本文阐述了定子双绕组发电机的基本工作原理，基于MATLAB软件建立了定子双绕组感应电机发电系统的模型，并在此基础上详细分析了定子双绕组感应电机发电系统的工作机理、影响两套定子绕组容量比的因素等，从而摸清了该系统的特性，尤其是定子双绕组感应电机高压直流发电系统在变转速、变负载下工作的特性，从而为该系统的工程实现奠定了重要的理论基础。同时，本文调试并改进了基于TMS320F2812 DSP的电机控制平台，在此基础上，利用此平台首次实现了定子双绕组感应电机高压直流发电系统及其变转速实验，使其能在1：2转速范围内运行时功率侧直流电压保持恒定，为下一步实现定子双绕组变速恒频风力发电系统打下了坚实的基础。