微电网中直驱式风力发电系统控制策略研究

摘要

最近二十年，分布式能源(风能、光伏、潮汐能等)的发电越来越受到人们关注。分布式能源的随机性，间断性，对环境的依赖性严重阻碍了其广泛应用以及实现大规模发电和并网发电。风力发电机是在微电网中重要的发电单位之一。微电网孤岛模式下，风力发电机与储能相互协调的控制，对微电网稳定，有效率的运行作用很重要。
　　首先理论介绍了数学模型，基于d-q坐标下的数学模型研究了简单的速度闭环控制方法。借助贝兹理论推导了风力发电机的风能利用系数和最大功率捕获理论值。
　　最大功率跟踪控制是提高风能利用率的重要途径之一。针对各种最大功率跟踪控制方法的不足，通过参阅文献了解典型最大功率跟踪控制方法的特点。分析不同情况下各种最大功率跟踪方法的控制特性基础上，提出了一种基于模式切换的最大功率跟踪控制方法。仿真验证了方法的控制可靠性，准确性及有效性。
　　针对微电网中风力发电机在储能趋向于饱和及轻负载的情况，此时发电机不能运行在最大功率跟踪控制模式下，因为系统不需要那么多能量。为了平衡系统中能量及系统稳定性，提出了基于模糊PI控制的给定功率跟踪控制方法。仿真验证了方法的控制可靠性，准确性及有效性。

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第一章 引言

1.1 研究背景和意义

1.2 微电网技术发展现状

1.3 微电网中风力发电技术研究现状

1.4 本文的主要工作

第二章 直驱式永磁同步风力发电机控制策略

2.1 直驱式永磁同步风力发电机数学模型

2.2 直驱式永磁同步风力发电机控制策略

2.3 本章总结

第三章 直驱式永磁同步风力发电机矢量控制仿真分析

3.1 PWM整流器的数学模型

3.2 空间矢量PWM控制技术及其仿真模型

3.3 仿真验证

3.4 本章总结

第四章 直驱式风力发电机最大功率跟踪点控制策略

4.1 风能捕获理论

4.2 一种基于模式切换的最大功率跟踪控制研究

4.3 永磁同步风力发电机基于模式切换的MPPT控制策略

4.4 仿真与分析

4.5 本章结论

第五章 微电网孤岛模式下基于能量管理的风力发电机功率跟踪控制

5.1 微电网中基于储能系统不同剩余容量的能量管理

5.2 给定功率点跟踪控制原理

5.3 模糊自适应PI控制

5.4 仿真分析

5.5 本章总结

第六章 结论与展望

6.1本文总结

6.2未来工作及展望

参考文献

在学期间发表的学术论文与研究成果

致谢

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