微電網(wǎng)中矩陣變換器的研究——永磁同步風力發(fā)電機容錯控制.pdf

1、目前，由于化石能源的減少，新能源的采用逐漸受到世界各國的重視，其中風力發(fā)電是最有發(fā)展?jié)摿Φ那鍧嵞茉粗弧，F(xiàn)代風力發(fā)電機一般分為雙饋式和直驅(qū)式兩種，而直驅(qū)式永磁風力發(fā)電機(DDPMSG)因構(gòu)造輕便，工作穩(wěn)定等優(yōu)良特性具有良好的應用前景，也就成為了全世界專家學者的研究熱點。
　　 矩陣變換器(MC)是一種高效能的功率轉(zhuǎn)換器，相比傳統(tǒng)的功率轉(zhuǎn)換器而言其包含眾多優(yōu)點:良好輸入和輸出特性，功率因數(shù)可以調(diào)控，沒有儲能結(jié)構(gòu)，能量傳輸可控，體積

2、小。
　　 本文首先介紹風力發(fā)電系統(tǒng)(WECS)和矩陣變換器的研究現(xiàn)狀及發(fā)展形勢，并闡述其運行特性和電路拓撲結(jié)構(gòu)。根據(jù)矩陣變換器的電路工作原理構(gòu)建相應的理論模型，并對其采用間接空間矢量控制策略。通過理解永磁同步發(fā)電機(PMSG)的機械特性和物理結(jié)構(gòu)，并分析其運行原理，在此基礎上設計出直驅(qū)式永磁同步風力發(fā)電機的控制系統(tǒng)理論原理。并通過Matlab仿真軟件建立矩陣變換器一直驅(qū)式永磁同步風力發(fā)動機系統(tǒng)仿真模型，得到不同條件下的仿真波形

3、，并對波形進行FFT變換得到每種情況的諧波畸變率。證明采用矩陣變換器可以實現(xiàn)對永磁同步發(fā)電機有功功率和無功功率的解耦控制，并提高了整個風力發(fā)電系統(tǒng)的工作效率，同時驗證其能夠在并網(wǎng)的條件下安全工作。也表明矩陣變換器能夠解決風電并網(wǎng)時可能造成電能質(zhì)量下降這一理論的正確性和可行性。
　　 同時由于矩陣變換器在運行時沒有直流儲能環(huán)節(jié)，因而很難去保護其安全工作。本文驗證了一種新型矩陣變換器控制系統(tǒng)在發(fā)生故障的情況下容錯工作方式，當出現(xiàn)故障