基于VSI的永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)慣量特性模擬研究.pdf

1、在可持續(xù)發(fā)展理念引導(dǎo)下，人類在風(fēng)能的開發(fā)利用方面不斷尋求新的突破。風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)從硬件到軟件方面都在不斷進(jìn)行新的技術(shù)革新，現(xiàn)場測試成為理論驗(yàn)證最有效手段?；诳茖W(xué)研究的長期性和風(fēng)場工況的隨機(jī)性，基于現(xiàn)場測試的研究工作受到很大的限制，影響進(jìn)度和技術(shù)的更新周期。本文提出的基于電壓源型逆變器的永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)能夠代替實(shí)際風(fēng)電機(jī)組在實(shí)驗(yàn)室條件下完成科學(xué)研究工作。
　　本文研究風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)模擬裝置的軟件和硬件構(gòu)成，通過控制逆變器模擬實(shí)際風(fēng)

2、力發(fā)電系統(tǒng)輸出，重點(diǎn)研究慣量特性模擬，主要工作和成果集中在以下幾方面:
　　1.針對永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)將系統(tǒng)分成風(fēng)輪、傳動(dòng)軸、永磁同步發(fā)電機(jī)三部分，分別建立其數(shù)學(xué)模型。首先針對風(fēng)輪作為捕獲風(fēng)能的關(guān)鍵部件重點(diǎn)分析其氣動(dòng)轉(zhuǎn)矩特性，利用多項(xiàng)式擬合的方法獲得風(fēng)輪轉(zhuǎn)矩系數(shù);其次利用轉(zhuǎn)軸傳動(dòng)模型構(gòu)建虛擬轉(zhuǎn)速調(diào)整環(huán)節(jié);最后模擬器關(guān)鍵是實(shí)現(xiàn)永磁同步發(fā)電機(jī)的虛擬化，在三相靜止坐標(biāo)系下分析永磁同步發(fā)電機(jī)的狀態(tài)方程并轉(zhuǎn)化為d-q模型，實(shí)現(xiàn)永磁

3、同步發(fā)電機(jī)的數(shù)字虛擬化;
　　2.為了能夠精確模擬實(shí)際風(fēng)力發(fā)電機(jī)組輸出特性，提出了一種基于逆變器輸出電壓電流的雙環(huán)控制策略。首先利用逆變器輸出電流反饋值，根據(jù)永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，計(jì)算出發(fā)電機(jī)輸出電壓作為逆變器電壓矢量參考值。其次采用d-q分量進(jìn)行控制策略分析，電壓、電流雙環(huán)控制采用PI調(diào)節(jié)方式，進(jìn)一步分析整定PI參數(shù);最后搭建模擬系統(tǒng)仿真平臺(tái)，將實(shí)際風(fēng)電機(jī)組通過S函數(shù)虛擬化，仿真驗(yàn)證不同條件下系統(tǒng)的動(dòng)、靜態(tài)響應(yīng)。