直驅(qū)永磁同步風(fēng)力發(fā)電控制系統(tǒng)的研究與設(shè)計.pdf

1、隨著能源危機(jī)的加劇和環(huán)境的日益惡化，對可再生能源的開發(fā)利用越來越受到世界各國的關(guān)注。風(fēng)力發(fā)電作為一種對可再生能源和清潔能源的利用，更是發(fā)展迅猛。與雙饋交流勵磁風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)相比，直驅(qū)永磁同步風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)較簡單、發(fā)電效率較高以及運(yùn)行可靠性好等優(yōu)點。直驅(qū)永磁同步風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的控制包含電機(jī)側(cè)變換器和電網(wǎng)側(cè)變換器的控制。電機(jī)側(cè)變換器的控制策略直接關(guān)系到發(fā)電機(jī)定子輸出的有功功率、電機(jī)轉(zhuǎn)矩脈動和發(fā)電系統(tǒng)的風(fēng)能利用率；電網(wǎng)側(cè)變換器的控制策略直接

2、關(guān)系到發(fā)電機(jī)與電網(wǎng)之間的有功功率傳輸以及發(fā)電系統(tǒng)的無功調(diào)節(jié)。因此，采用合適的直驅(qū)永磁同步風(fēng)力發(fā)電控制策略是提高發(fā)電系統(tǒng)性能的關(guān)鍵。
　　本文研究了主回路采用雙 PWM變換器的直驅(qū)永磁同步風(fēng)力發(fā)電控制系統(tǒng)。分析了永磁同步電機(jī)的數(shù)學(xué)模型和相關(guān)的坐標(biāo)變換技術(shù)，研究了基于矢量控制的電機(jī)側(cè)變換器控制策略。針對風(fēng)力機(jī)的運(yùn)行特性，研究了采用最佳功率給定的最大風(fēng)能跟蹤控制策略。根據(jù)電機(jī)轉(zhuǎn)速計算輸出有功功率的最佳給定值，通過閉環(huán)調(diào)節(jié)實現(xiàn)最大風(fēng)能跟蹤

3、。分析了電網(wǎng)側(cè)變換器的基本控制原理，建立了電網(wǎng)側(cè)變換器的數(shù)學(xué)模型，并研究了電網(wǎng)側(cè)變換器的控制策略。通過穩(wěn)定控制雙PWM變換器的直流側(cè)電壓，實現(xiàn)將發(fā)電機(jī)定子輸出有功功率及時傳遞給電網(wǎng)；通過控制電網(wǎng)無功電流分量，實現(xiàn)無功功率的獨立調(diào)節(jié)。采用高速數(shù)字信號處理器TMS320F2812和智能功率模塊(IPM)，完成了直驅(qū)永磁同步風(fēng)力發(fā)電實驗系統(tǒng)的硬件設(shè)計，結(jié)合控制模型編寫了控制系統(tǒng)軟件并進(jìn)行了相關(guān)實驗研究。通過實驗研究表明：采用本文所提控制策略的