風(fēng)力發(fā)電機(jī)組控制技術(shù)

目 錄
第1章　緒論\t1
1．1 風(fēng)力發(fā)電概況\t1
1．1．1 外國(guó)風(fēng)力發(fā)電現(xiàn)狀及展望\t1
1．1．2 中國(guó)風(fēng)力發(fā)電現(xiàn)狀及展望\t2
1．2 風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的基本組成\t3
1．3 風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的主要類(lèi)型\t4
1．3．1 恒速恒頻風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)\t4
1．3．2 有限變速風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)\t5
1．3．3 帶部分功率變換器的變速恒頻風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)―雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)\t5
1．3．4 帶全功率變換器的變速恒頻風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)\t6
1．3．5 采用其他類(lèi)型發(fā)電機(jī)的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)\t7
1．4 風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中的電力電子裝置\t10
1．4．1 軟起動(dòng)器\t10
1．4．2 電容器組\t10
1．4．3 變換器\t11
1．4．4 風(fēng)電場(chǎng)中的電力電子變換器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)\t12
1．5 風(fēng)力發(fā)電技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)\t13
1．5．1 風(fēng)力發(fā)電機(jī)組大型化\t13
1．5．2 從陸地向海洋拓展\t13
1．5．3 采用直驅(qū)型或半直驅(qū)型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組\t13
1．5．4 提高風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行可靠性\t14
1．5．5 分布式發(fā)電和微網(wǎng)技術(shù)\t14
1．5．6 智能化控制\t15
1．6 本章小結(jié)\t15
第2章 風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的功率特性與功率控制\t16
2．1 風(fēng)力發(fā)電基本原理\t16
2．2 風(fēng)輪的空氣動(dòng)力學(xué)特性\t17
2．2．1 風(fēng)能的計(jì)算\t17
2．2．2 風(fēng)輪動(dòng)量理論（貝茲極限理論）\t18
2．2．3 影響輸出功率的因素\t20
2．3 風(fēng)輪機(jī)的功率特性\t20
2．4 風(fēng)輪機(jī)的功率控制\t22
2．4．1 風(fēng)輪機(jī)的種類(lèi)\t22
2．4．2 風(fēng)輪機(jī)的功率控制方式\t23
2．5 風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的功率控制策略\t25
2．5．1 風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行控制策略\t25
2．5．2 額定風(fēng)速以下時(shí)發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行控制\t26
2．5．3 額定風(fēng)速以上時(shí)發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行控制\t28
2．6 最大功率點(diǎn)跟蹤控制策略\t28
2．6．1 最佳葉尖速比控制\t29
2．6．2 功率信號(hào)回饋控制\t29
2．6．3 爬山搜尋控制\t30
2．6．4 改進(jìn)的爬山搜尋控制\t30
2．6．5 最優(yōu)轉(zhuǎn)矩控制\t31
2．7 本章小結(jié)\t32
第3章 直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的變流控制策略\t33
3．1 直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的構(gòu)成與工作原理\t33
3．2 直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的控制策略\t35
3．2．1 變換器控制策略1（傳統(tǒng)控制策略）\t36
3．2．2 變換器控制策略2（新型控制策略）\t48
3．2．3 兩種控制策略的比較\t54
3．3 實(shí)驗(yàn)研究\t55
3．3．1 控制系統(tǒng)的硬件\t55
3．3．2 控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)\t57
3．3．3 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證\t58
3．4 本章小結(jié)\t60
第4章 雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的運(yùn)行原理\t61
4．1 雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的構(gòu)成與工作原理\t61
4．2 雙饋發(fā)電機(jī)的電磁關(guān)系\t64
4．2．1 雙饋發(fā)電機(jī)的等效電路和基本方程式\t64
4．2．2 雙饋發(fā)電機(jī)的相量圖\t64
4．2．3 雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)的功率特性\t65
4．3 雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)的數(shù)學(xué)模型\t70
4．3．1 三相靜止坐標(biāo)系abc中的數(shù)學(xué)模型\t70
4．3．2 兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系dq中的數(shù)學(xué)模型\t72
4．4 雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)功率變換器的控制\t74
4．4．1 功率變換器控制原理\t74
4．4．2 網(wǎng)側(cè)變換器的控制\t75
4．4．3 轉(zhuǎn)子側(cè)變換器的控制\t75
4．5 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證\t78
4．6 本章小結(jié)\t80
第5章 風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的低電壓穿越技術(shù)\t81
5．1 風(fēng)電的并網(wǎng)要求\t82
5．1．1 頻率和有功功率控制\t82
5．1．2 短路功率和電壓變化\t82
5．1．3 無(wú)功功率控制\t83
5．1．4 閃變\t84
5．1．5 諧波\t84
5．1．6 穩(wěn)定性\t85
5．2 風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的并網(wǎng)過(guò)程\t85
5．2．1 雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的并網(wǎng)控制\t86
5．2．2 直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的并網(wǎng)控制\t86
5．3 直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的低電壓穿越技術(shù)\t86
5．3．1 電網(wǎng)電壓跌落概念\t87
5．3．2 PMSG風(fēng)輪的低電壓穿越\t88
5．3．3 風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的低電壓穿越\t99
5．4 雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的低電壓穿越技術(shù)\t102
5．4．1 低電壓穿越運(yùn)行的控制目標(biāo)\t102
5．4．2 DFIG風(fēng)輪的低電壓穿越措施\t103
5．5 本章小結(jié)\t115
第6章 電網(wǎng)故障時(shí)網(wǎng)側(cè)變換器的同步化方法研究\t116
6．1 風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)網(wǎng)側(cè)變換器的電網(wǎng)同步化要求\t116
6．2 鎖相方法\t117
6．2．1 開(kāi)環(huán)鎖相法\t117
6．2．2 閉環(huán)鎖相法\t117
6．3 本章小結(jié)\t133
第7章 電網(wǎng)故障時(shí)直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的運(yùn)行與控制\t134
7．1 電網(wǎng)故障時(shí)直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的控制策略\t134
7．2 電網(wǎng)故障時(shí)直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的控制\t134
7．2．1 電網(wǎng)故障時(shí)直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的控制結(jié)構(gòu)\t134
7．2．2 網(wǎng)側(cè)變換器中的電流控制器\t135
7．2．3 不平衡電壓下直流母線電壓的控制機(jī)理\t138
7．3 不對(duì)稱(chēng)電網(wǎng)故障時(shí)直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)仿真與實(shí)驗(yàn)研究\t143
7．4 本章小結(jié)\t147
第8章 雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的風(fēng)輪控制策略\t148
8．1 風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)總體控制方案\t148
8．2 風(fēng)輪控制策略\t151
8．2．1 控制策略1\t151
8．2．2 控制策略2\t153
8．3 控制器的設(shè)計(jì)\t154
8．3．1 轉(zhuǎn)速控制器1的設(shè)計(jì)\t154
8．3．2 功率控制器1的設(shè)計(jì)\t155
8．3．3 交叉耦合控制\t156
8．3．4 轉(zhuǎn)速控制器2的設(shè)計(jì)\t157
8．3．5 功率控制器2的設(shè)計(jì)\t158
8．4 本章小結(jié)\t158
第9章 風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的故障容錯(cuò)技術(shù)\t159
9．1 故障診斷概述\t159
9．1．1 故障診斷的概念\t159
9．1．2 故障診斷的由來(lái)\t159
9．1．3 故障診斷的分類(lèi)\t160
9．1．4 故障診斷的任務(wù)\t160
9．1．5 評(píng)價(jià)故障診斷的指標(biāo)\t160
9．1．6 故障診斷的發(fā)展歷史\t161
9．2 故障容錯(cuò)的基本理論\t162
9．3 風(fēng)力發(fā)電機(jī)組常見(jiàn)故障\t162
9．3．1 風(fēng)力發(fā)電機(jī)組葉片故障\t163
9．3．2 風(fēng)力發(fā)電機(jī)組軸承故障\t163
9．3．3 風(fēng)力發(fā)電機(jī)故障\t164
9．3．4 風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)變換器故障\t165
9．3．5 風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)齒輪箱故障\t165
9．3．6 其他故障\t165
9．4 風(fēng)力發(fā)電機(jī)組故障診斷技術(shù)\t166
9．5 提高風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)故障容錯(cuò)能力的措施\t167
9．5．1 采用多相發(fā)電機(jī)\t167
9．5．2 采用具有容錯(cuò)能力的變換器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)\t167
9．5．3 采用具有冗余開(kāi)關(guān)器件的變換器\t168
9．5．4 采用開(kāi)關(guān)磁阻發(fā)電機(jī)\t168
9．5．5 設(shè)計(jì)特殊結(jié)構(gòu)的容錯(cuò)永磁同步發(fā)電機(jī)\t168
9．6 本章小結(jié)\t169
參考文獻(xiàn)\t170