永磁直驅式潮流發(fā)電系統(tǒng)建模及其控制系統(tǒng)設計.pdf

1、近幾十年來，由于不斷惡劣的環(huán)境問題和能源問題，新能源并網發(fā)電的浪潮沖擊全球，相關技術蓬勃發(fā)展。但是由于新能源的間歇性與隨機性，大規(guī)模新能源并網給電網穩(wěn)定、電能質量帶來了重大挑戰(zhàn)。雖然潮流發(fā)電已經成為當前的研究熱點，但針對上述問題，仍然亟待系統(tǒng)、全面、深入地研究潮流發(fā)電系統(tǒng)中變流器建模與控制問題，并提出準確實用的設計方法。
　　本文以背靠背永磁直驅式發(fā)電系統(tǒng)建模與控制系統(tǒng)設計為主題。首先介紹了潮流能的能量轉換原理以及對應的水輪機水力

2、特性，建立了工程上實用的水輪機模型。然后，為了簡化控制系統(tǒng)設計，推導出永磁電機在旋轉坐標系的dq模型。一方面在此模型下，分析了轉子磁鏈定向的轉速外環(huán)電流內環(huán)的雙閉環(huán)永磁電機控制策略及其控制器設計;另一方面，在上述PMSM連續(xù)模型的基礎上，本文進一步研究了離散域下PMSM的控制問題，將現代控制理論中的帶閉環(huán)全階狀態(tài)觀測器的狀態(tài)反饋方法，很好的應用到直接定子磁鏈矢量控制當中。接著，詳細介紹了三相PWM并網逆變器在離散域下交流小信號模型的建立

3、過程，推導出控制系統(tǒng)需要的SISO模型。結合推導的模型，建立基于電網電壓矢量定向的直流電壓外環(huán)電流內環(huán)的雙閉環(huán)三相PWM并網逆變器控制策略。為了觀察控制延時對系統(tǒng)動靜態(tài)性能的影響，分別在不同控制延遲下，研究各控制環(huán)的根軌跡，借此尋找性能較好主導極點和臨界頻率。另外，通過對比七段SVM開關波形中基本矢量有效占空比與各相占空比的關系，推導出空間矢量調制(SVM)三相占空比與三相參考電壓的表達式，推導出一種無需分區(qū)和坐標變換基于靜止坐標下SV