1 绪论 1
1.1 风力发电的意义和前景 1
1.2 风力机空气动力特性 3
1.3 风力发电系统概述 4
1.3.1 风力发电系统控制和功率控制概述 4
1.3.2 直驱型（半直驱型）风力发电技术概述 6
1.3.3 双馈风力发电控制技术研究现状 9
1.4 本书的研究内容和章节设置 17
2 双馈感应发电机的数学模型与特性分析 20
2.1 引言 20
2.2 三相对称绕组双馈感应电机运行功率特性 20
2.3 交流励磁功率在绕组、频率归算中的等值计算 25
2.4 本章小结 26
3 基于正负序解耦的网侧变流器控制研究 27
3.1 引言 27
3.2 网侧变流器控制模型 27
3.2.1 三相静止坐标系中的数学模型 27
3.2.2 两相旋转坐标系下的数学模型 29
3.3 基于电网电压定向的网侧变流器控制研究 30
3.4 一种基于网侧变流控制的负序电流补偿控制研究 32
3.4.1 三维αβ0-dq0复空间的功率计算方法 32
3.4.2 网侧变流器功率和直流母线电压脉动分析 33
3.5 本章小结 36
4 基于定子磁链定向的双馈感应风力发电机正负序解耦矢量控制研究 37
4.1 引言 37
4.2 基于定子正负序磁链定向的转子正负序解耦励磁控制策略 37
4.3 电压平衡状态下发电机定子PQ输出和转子电流数值区间分析 41
4.3.1 双馈异步发电机等效电路的功率分析 41
4.3.2 定子PQ输出和转子电流数值区间分析 43
4.3.3 基于PQ工作点位移的双馈发电机控制方法 43
4.3.4 基于PQ工作点位移的双馈发电机控制仿真 44
4.4 一种基于开关频率函数的I-PI双电流闭环参数整定研究 46
4.4.1 电流PI调节内环设计 46
4.4.2 电流外环设计 47
4.4.3 双电流闭环调节器参数整定函数自变量分析 48
4.4.4 双电流闭环调节器参数整定仿真分析 48
4.5 本章小结 50
5 基于电网故障暂态分析的双馈风电系统控制研究 51
5.1 引言 51
5.2 电压不平衡条件下双馈风电系统的PS-VS和NS-VR综合控制 51
5.2.1 电压不平衡跌落条件下PS-VS和NS-VR的数学模型 52
5.2.2 基于PS-VS和NS-VR控制目标的综合控制 55
5.2.3 PS-VS和NS-VR控制目标的动态优化容量分配 57
5.2.4 仿真分析 58
5.3 基于频域分析的双馈发电机非线性crowbar电路线性化计算 62
5.3.1 电网电压跌落时双馈机瞬态电流解析 63
5.3.2 线性crowbar电路计算 67
5.3.3 非线性crowbar电路的线性化分析 69
5.3.4 crowbar电路仿真研究 71
5.4 基于暂态磁链补偿前馈的双馈风电低电压穿越强励直流灭磁 74
5.4.1 电网故障条件下暂态控制方程 75
5.4.2 电网故障条件下的强励灭磁 77
5.4.3 灭磁电流归零导数约束条件 79
5.4.4 暂态强励灭磁可控性分析 80
5.4.5 仿真分析 82
5.5 基于定子电流正弦控制的双馈风电低电压穿越强励控制研究 84
5.5.1 电网故障下的转子电流控制 84
5.5.2 基于多分量增益的并联比例谐振控制 88
5.5.3 仿真分析 91
5.6 本章小结 93
6 双馈风力发电系统实验研究 95
6.1 引言 95
6.2 30 kW双馈发电机组实验平台 95
6.3 电网电压不平衡条件下的网侧变流器负序电流补偿实验 97
6.4 稳态并网和功率因数调节实验 99
6.5 基于非线性整流crowbar电路的低电压穿越实验 100
6.6 基于暂态磁链补偿前馈的低电压穿越强励直流灭磁实验 102
6.7 基于定子电流正弦控制的双馈发电机低电压穿越强励控制实验 104
6.8 2MW变流器低电压穿越实验 105
6.9 本章小结 114
7 双馈感应电机参数非线性特征分析 115
7.1 引言 115
7.2 集肤效应及邻近效应特性分析 116
7.3 双馈感应电机非线性时变参数分析 119
7.4 电机参数非线性导致参数求解误差算例分析 123
7.5 本章小结 136
8 总结和展望 137
8.1 总结 137
8.2 未来研究展望 139
参考文献 141