基于雙級(jí)矩陣變換器的直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)控制研究.pdf

1、目前,基于永磁同步發(fā)電機(jī)(PMSG)的直驅(qū)型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)發(fā)展很快。采用多極永磁同步發(fā)電機(jī),由于同步轉(zhuǎn)速低,電機(jī)轉(zhuǎn)子可與風(fēng)力機(jī)直接相連,無(wú)需增速齒輪箱、維護(hù)量小、運(yùn)行效率高、對(duì)電網(wǎng)沖擊小,采用永磁同步發(fā)電機(jī)(PMSG)的直驅(qū)型發(fā)電機(jī)組在低電壓運(yùn)行能力上比雙饋型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)具有更大的優(yōu)勢(shì),同時(shí)具備了靈活的無(wú)功功率控制能力。
　　永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的核心部件主要是功率變換器。本文所使用的功率變換器是雙級(jí)矩陣變換器(Two stage

2、matrix converter,簡(jiǎn)稱(chēng)TSMC),它是一種新型拓?fù)涞墓β首儞Q器,具有下列優(yōu)點(diǎn):控制自由度大、輸出電壓和輸入功率因數(shù)可調(diào);功率可雙向流動(dòng),具有四象限運(yùn)行功能。它與傳統(tǒng)的back to back變換器相比,由于TSMC不需中間貯能環(huán)節(jié)(大電容),使其結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、效率高,便于實(shí)現(xiàn)模塊化。由于上述優(yōu)點(diǎn),TSMC非常適合作為直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的功率變換器。
　　本文將TSMC應(yīng)用于直驅(qū)型永磁同步風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中,並且對(duì)基于

3、TSMC的直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)控制策略進(jìn)行研究。首先,對(duì)其電路結(jié)構(gòu)和控制原理進(jìn)行了分析和討論,并提出了一種集成控制策略,此策略是通過(guò)TMSC逆變級(jí)完成對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的集成控制,它可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的并網(wǎng)控制,最大功率捕獲,功率解耦控制,變速恒頻控制等,而且它還具有較強(qiáng)低壓穿越能力。其次,在此系統(tǒng)的基礎(chǔ)上用專(zhuān)家自適應(yīng)PID代替?zhèn)鹘y(tǒng)的PID并對(duì)此系統(tǒng)進(jìn)行分析研究。得出使用專(zhuān)家自適應(yīng)PID能使得系統(tǒng)具有控制快速性好、抗干擾能力強(qiáng)、無(wú)超調(diào)、魯棒性好等優(yōu)點(diǎn)。最后