基于比例諧振控制的直驅風電變流系統(tǒng)研究.pdf

1、隨著常規(guī)能源煤、石油、天然氣等越來有限，加上其燃燒過程中造成的嚴重大氣污染，可再生能源越來越受到重視，其中，風能作為發(fā)展最快、技術最成熟、開發(fā)最具規(guī)模的可再生能源，扮演著尤為重要的角色，其開發(fā)利用發(fā)展迅猛。在各種風力發(fā)電系統(tǒng)中，永磁直驅式風力發(fā)電系統(tǒng)由于具有無齒輪箱、維護成本低等獨有的優(yōu)勢，成為了變速恒頻風力發(fā)電系統(tǒng)未來發(fā)展重要方向之一。
　　傳統(tǒng)控制系統(tǒng)中的電流控制器常采用PI控制器。因其僅能對直流量實現(xiàn)無差跟蹤，故需多次坐標旋

2、轉變換，增加了控制算法實現(xiàn)的難度，且為獲得良好的動態(tài)性能，需引入與溫度和電路參數(shù)有關的交叉耦合項和前饋補償項，影響了控制系統(tǒng)的魯棒性。除此以外，采用傳統(tǒng)PI控制器進行諧波補償算法復雜，不易工程實現(xiàn)。而比例諧振控制器(PR)具有能夠在靜止坐標系下對交流信號進行無靜差調(diào)節(jié)，將其引入控制系統(tǒng)中可克服PI控制器的不足，獲得良好控制效果。
　　本文主要研究基于比例諧振控制的直驅風電變流系統(tǒng)。首先介紹了當前國內(nèi)外風力發(fā)電技術的研究現(xiàn)狀。然后，

3、從風能的計算出發(fā)，研究了風力機的特性；根據(jù)直驅風電系統(tǒng)變流系統(tǒng)的組成，建立了永磁直驅發(fā)電機(D-PMSG)的數(shù)學模型，研究了PWM變流器的基本結構并推導了其數(shù)學模型，在分析變流器能量的傳輸?shù)幕A上對背靠背雙PWM中間直流環(huán)節(jié)的數(shù)學模型進行了推導。
　　接著深入分析了PR控制器原理及其性能特性，并對其進行性能改善，在此基礎上提出了一種基于PR控制的直驅永磁同步風力發(fā)電變流系統(tǒng)的控制策略，搭建了仿真模型并進行了仿真實驗及分析，通過與P