题目：变频器在变速恒频双馈风力发电中的应用研究

风力发电顾名思义就是将风能转换为电能的一种装置。通俗的讲，它是利用风力带动叶片的旋转从而使发电机的定子侧产生感应电压的过程。当今，环境污染严重，能源消耗日益增重，所以在当今对可再生能源的开发刊用中，风能的突出优点已经倍受关注，风力发电技术也成为各国学者竞相研究的热点。以交流励磁电机作为发电机运行的风力发电系统，利用变速恒频技术大大提高了风能的利用率。交流励磁发电机可改善电力系统稳定性，转子转速可变，具有独立的有功、无功功率调节能力。本文从整体出发、以系统的眼光将网侧变换器，转子侧变换器，电网以及双馈发电机内部运行机制有机地结合起来，从电力电子装置与电机系统集成的角度建立了变速恒频双馈风力发电变频器系统的统一数学模型，并在此模型基础上详细分析了双馈发电机系统的功率特性。针对交流励磁发电系统对变频器的要求，设计了能量双向流动的双PWM变频器，满足了交流励磁发电系统励磁的需要，通过对交流励磁发电机的三相静止坐标系数学模型和两相旋转坐标系数学模型的研究，提出了基于定子磁场定向的矢量控制策略。分析了交流励磁发电机的有功功率和无功功率调节过程。进行了包括并网、有功和无功功率独立调节在内的一系列仿真实验。由此可见要实现风电系统的稳定发电，双馈变频器系统控制单元是必不可少的重要组成部分。它为转子提供稳定可靠的励磁电流及频率可变的旋转磁场。保证发电机的定子侧安全并网和脱网，提高发电机的发电质量，使其满足国家标准(电网的总谐波畸变率要小于或等于5%)。由于风力发电是一个复杂的系统，风塔中包括很多的控制环节。例如：风速风向检测，偏航控制，解缆控制等等，为了突出重点，强调差别，本文以本人现场实际调试过程与理论相结合的方式重点阐述分析了风力发电中变频器控制单元的整体设计研究、工作原理及应用、并网方案设计与试验、软硬件结构设计、过压保护功能等。