直驅(qū)永磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)設(shè)計及并網(wǎng)控制

目 錄
第1章 緒論 1
1．1 風(fēng)力發(fā)電技術(shù)背景 1
1．1．1 風(fēng)力發(fā)電的發(fā)展概況[1-6] 1
1．1．2 風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的主要類型及發(fā)展現(xiàn)狀 3
1．1．3 風(fēng)力發(fā)電技術(shù)主要發(fā)展趨勢 6
1．2 直驅(qū)永磁同步風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)[7-11] 7
1．3 直驅(qū)永磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)及其設(shè)計技術(shù)研究現(xiàn)狀 9
1．3．1 直驅(qū)永磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)的主要類型[12-14] 9
1．3．2 永磁電機(jī)設(shè)計與分析方法[15-22] 11
1．3．3 永磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)研究現(xiàn)狀[23-43] 12
1．4 直驅(qū)永磁同步風(fēng)力發(fā)電機(jī)控制方法研究現(xiàn)狀 14
1．4．1 理想電網(wǎng)條件下直驅(qū)永磁同步發(fā)電機(jī)控制方法f [44-45] 14
1．4．2 電網(wǎng)故障下直驅(qū)永磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)控制方法[46-51] 16
參考文獻(xiàn) 18
第2章 直驅(qū)永磁風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)運(yùn)行原理 22
2．1 直驅(qū)永磁風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及基本原理 22
2．2 直驅(qū)永磁風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)建模 23
2．2．1 風(fēng)力機(jī)原理及特性 23
2．2．2 直驅(qū)永磁發(fā)電機(jī)建模 25
2．2．3 機(jī)側(cè)PWM變流器的數(shù)學(xué)模型 33
2．2．4 網(wǎng)側(cè)PWM變流器的數(shù)學(xué)模型 35
2．3 直驅(qū)永磁風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的控制 38
2．3．1 機(jī)組功率控制策略 38
2．3．2 機(jī)側(cè)變流器控制策略 42
2．3．3 網(wǎng)側(cè)變流器控制策略 49
2．3．4 直驅(qū)永磁同步風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)仿真分析 53
2．4 直驅(qū)永磁風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)控制 71
2．4．1 風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)要求 71
2．4．2 直驅(qū)永磁風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)過程 74
參考文獻(xiàn) 74
第3章 直驅(qū)永磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)的運(yùn)行特性與電磁設(shè)計 76
3．1 PWM變流器控制下直驅(qū)永磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)運(yùn)行特性 76
3．1．1 PWM變流器對直驅(qū)永磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)的約束分析 76
3．1．2 isd=0控制策略下直驅(qū)永磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)運(yùn)行特性 77
3．1．3 恒端電壓控制策略下直驅(qū)永磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)運(yùn)行特性 79
3．1．4 單位功率因數(shù)控制策略下直驅(qū)永磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)運(yùn)行特性 80
3．2 直驅(qū)永磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)參數(shù)化分析 82
3．2．1 極數(shù)對直驅(qū)永磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)的影響 82
3．2．2 極數(shù)/槽數(shù)匹配對直驅(qū)永磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)的影響 89
3．2．3 磁極參數(shù)對直驅(qū)永磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)的影響 92
3．2．4 匝數(shù)對直驅(qū)永磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)的影響 101
3．3 變流器約束下直驅(qū)永磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)的電磁設(shè)計 104
3．3．1 經(jīng)典同步發(fā)電機(jī)設(shè)計與分析方法[5] 104
3．3．2 PWM整流器控制下直驅(qū)永磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)系統(tǒng)系統(tǒng)化設(shè)計 方法 106
3．3．3 直驅(qū)永磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)設(shè)計實(shí)例 109
3．3．4 2MW直驅(qū)永磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)仿真分析 121
3．3．5 直驅(qū)永磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)試驗(yàn) 128
3．4 直驅(qū)永磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)齒槽轉(zhuǎn)矩及其削弱 131
3．4．1 永磁電機(jī)齒槽轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生機(jī)理及削弱原理 131
3．4．2 齒槽轉(zhuǎn)矩削弱的基本方法[16~18] 136
3．4．3 基于重復(fù)單元磁極偏移削弱齒槽轉(zhuǎn)矩方法 145
參考文獻(xiàn) 159
第4章 電網(wǎng)故障下直驅(qū)永磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行 160
4．1 電網(wǎng)電壓對稱跌落下直驅(qū)永磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的控制 160
4．1．1 電網(wǎng)電壓跌落概念 160
4．1．2 電網(wǎng)電壓跌落對直驅(qū)永磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的影響 162
4．1．3 直驅(qū)永磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)組低電壓穿越措施 164
4．1．4 其他輔助策略 172
4．1．5 電壓跌落檢測方法 173
4．2 電網(wǎng)電壓小值不平衡下直驅(qū)永磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的控制 174
4．2．1 電網(wǎng)電壓小值不平衡時網(wǎng)側(cè)變流器的建模 175
4．2．2 不平衡分量正負(fù)序分解 178
4．2．3 直驅(qū)型永磁風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的電網(wǎng)同步化方法 180
4．2．4 電網(wǎng)電壓小值不平衡時網(wǎng)側(cè)變流器的控制 183
4．2．5 直流側(cè)母線電壓二倍電網(wǎng)頻率穩(wěn)態(tài)波動條件下機(jī)側(cè)變流器 的控制 192
4．3 電網(wǎng)電壓不對稱故障下直驅(qū)永磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的控制 194
4．3．1 電網(wǎng)電壓不對稱故障下直驅(qū)永磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的控制 195
4．3．2 仿真分析 202
4．3．3 實(shí)驗(yàn)分析 210
參考文獻(xiàn) 216
第5章 直驅(qū)永磁風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的直接功率控制 217
5．1 瞬時功率理論 217
5．1．1 電功率理論的概念及其發(fā)展過程 217
5．1．2 傳統(tǒng)電功率定義 218
5．1．3 瞬時功率定義與計算[18] 221
5．2 傳統(tǒng)直接功率控制策略 223
5．2．1 基于電壓定向的直接功率控制（V-DPC） 223
5．2．2 基于虛擬磁鏈定向的直接功率控制[20，23] 228
5．3 預(yù)測直接功率控制策略 234
5．3．1 預(yù)測控制概述 234
5．3．2 網(wǎng)側(cè)變流器模型預(yù)測直接功率控制 235
5．3．3 差拍預(yù)測直接功率控制[12] 237
5．4 直驅(qū)永磁風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的直接功率控制 245
5．4．1 理想電網(wǎng)條件下直驅(qū)永磁風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的直接功率控制 245
5．4．2 電網(wǎng)不對稱故障下直驅(qū)永磁風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的直接功率控制 253
參考文獻(xiàn) 261