直驅式永磁風力發(fā)電模擬系統(tǒng)設計與實現(xiàn).pdf

1、直驅式永磁風力發(fā)電系統(tǒng)因具有能量轉換效率高、可靠性高、抗電網干擾能力強等特點,近年來受到了廣泛的關注。同時根據(jù)風力機功率調節(jié)方式不同,機組可分為定槳距調節(jié)和變槳距調節(jié)兩種不同的結構形式。定槳距恒速型機組因其可靠性高、成本低廉廣泛應用于中小型風力發(fā)電系統(tǒng)中,但是由于風力機恒速運行,風能利用率低。變槳距風力發(fā)電機組具有較高的風能利用率,但是采用變槳距機構調節(jié)會增加機組制造和維護成本,同時降低可靠性。為此本文著重研究定槳距變速永磁風力發(fā)電系統(tǒng)

2、的控制技術。該類型機組不采用復雜的變槳距調節(jié)機構,成本相對較低,同時利用變速控制能夠實現(xiàn)在低風速區(qū)最大功率跟蹤控制和高風速區(qū)的恒功率控制,從而使得定槳距變速功率調節(jié)達到變槳距功率調節(jié)相媲美的功率特性。
　　以直驅式風力發(fā)電機組為研究對象,系統(tǒng)結構由風力機、永磁同步發(fā)電機、不控整流變換器、Boost變換器、電壓源逆變器組成,給出系統(tǒng)中各環(huán)節(jié)的數(shù)學模型,給出風力機各個參數(shù)對其輸出的影響,利用實驗方法建立了永磁同步發(fā)電機發(fā)電效率模型,為

3、后續(xù)的控制研究提供了精確的基礎。同時,建立了網側PWM變換器等效恒壓阻性負載模型,簡化了電機側控制模型,方便后續(xù)研究。
　　分析了最大功率跟蹤原理,討論了當前主流的兩種最大功率跟蹤控制方法:功率反饋法和擾動法,并總結上述方法的各自的優(yōu)缺點。針對本文研究的拓撲結構,根據(jù)傳統(tǒng)的最大功率跟蹤方法存在的缺點,提出了最大功率跟蹤的新策略。該方法根據(jù)風力發(fā)電的系統(tǒng)特性,對電磁轉矩的控制具有針對性,因此具有令人滿意的穩(wěn)、動態(tài)特性。
　　最