1.4  论文研究内容和结构安排 6

2  双馈异步电机双PWM数学分析 7

2.1  双馈异步电机工作原理 7

2.2  双PWM变流器 7

2.3  双PWM变流器的工作原理 8

2.4  双PWM变流器的数学模型 12

2.5  小结 16

3  双馈异步电机双PWM变流器控制模型 17

3.1  矢量控制理论概述 17

3.2  网侧PWM变流器的控制模型 17

3.3  机侧PWM变流器的控制模型 21

3.4  小结 28

4  双馈异步电机双PWM仿真分析 29

4.1  MATLAB软件介绍 29

4.2  网侧PWM变流器仿真 29

4.3  机侧PWM变流器仿真 32

4.4  双馈异步电机双PWM变流器控制的仿真 34

4.5  小结 36

结论 38

致谢 39

参考文献 40

1  绪论

随着能源枯竭问题和环境污染问题的不断加剧，人类需要开发及利用新型可再生资源，这就使得各个国家开始将目光投向风能这种可持续，污染少的环保型能源。风力发电的就是将风能经由机械能转换为电能的过程。其中变速恒频发电技术是风力发电技术发展的必然趋势，双馈异步电机成为主流，而双PWM变流器控制策略实现了能量的双向流动，满足了转子侧变流器额定容量小的要求，降低了投资成本。因此，研究和探讨双PWM变流器控制原理与设计是本文的主题。

1.1  论文的研究背景和意义

1.1.1 研究背景

风能作为一种清洁、绿色可再生能源，自上世纪80年代以来，在全世界得到广泛地发展应用，风电装机容量迅速增长。到2003年，全球风力发电装机已超过40GW，基本以每年30～40%的速度递增。而风力发电机组制造技术也日新月异，从20世纪80年代初的55kW风电机组，到现在MW级风机的广泛分布仅仅用了30年。随着海上风电场的开发，2MW甚至5MW的风电机组正被积极研发中。大容量并网风电机组正向着大型化方向发展。

与其他能源相比，风能具有以下几点优势[1]：

第一， 风能在转换为电能的过程中，对环境没有污染，只是减慢了大气流速。

第二， 风力发电技术发展迅速，单机容量逐年上升，电能品质较高，利用率高达98%。

第三， 风电场设施建设周期相对较短，单机安装周期仅需一个多月，并可同时安装，整个风力发电厂的建设周期只需半年到一年。

第四， 随着技术进步和产品质量提升，风电投资成本下降，但发电量提升，且无环境治理等额外投入，经济效益显著。

第五， 占用土地面积小，与太阳能发电比，风电塔和变电站建设土地仅占风电场约1%，其余依然可用于农牧业发展。