永磁同步風(fēng)力發(fā)電機最大功率控制.pdf

1、能源匱乏和環(huán)境污染是目前人類生存、發(fā)展必須解決的緊迫問題。常規(guī)能源不但資源有限，而且容易造成環(huán)境污染。風(fēng)能是太陽能的一種轉(zhuǎn)化形式，是一種不產(chǎn)生任何污染物的可再生能源。因此，風(fēng)能的開發(fā)利用受到各國研究者的高度重視。 論文在分析永磁同步電機調(diào)速及風(fēng)力發(fā)電特點的基礎(chǔ)上，運用電機矢量控制理論，對永磁同步風(fēng)力發(fā)電機的控制策略進行了研究，提出了永磁同步風(fēng)力發(fā)電機最優(yōu)定子電流矢量控制。該控制算法以風(fēng)力發(fā)電機最大功率控制為出發(fā)點，一方面考慮發(fā)電

2、機損耗，實現(xiàn)最佳效率控制；另一方面充分利用變頻器容量，實現(xiàn)最大功率輸出。通過建立考慮銅耗、鐵耗的永磁同步電機損耗模型，獲得了損耗與定子電流之間的關(guān)系。在損耗模型的基礎(chǔ)上提出永磁同步風(fēng)力發(fā)電機最佳效率控制，使風(fēng)力機在捕獲最大風(fēng)能的同時實現(xiàn)效率最優(yōu)，損耗最小，達到節(jié)能的目的；隨著風(fēng)速增加，當(dāng)發(fā)電機定子電流達到變頻器限制值時，保持電流幅值，通過改變電流相位來調(diào)節(jié)電機轉(zhuǎn)矩，控制發(fā)電機運行在最大轉(zhuǎn)矩/電流比軌跡上，此時發(fā)電機雖然不是效率最優(yōu)，但能

3、輸出更多的電能；當(dāng)風(fēng)速繼續(xù)增加使發(fā)電機端電壓達到變頻器限制值時，適當(dāng)增加直軸(d軸)去磁電流分量，通過弱磁增速控制限制發(fā)電機端電壓，同時發(fā)電機轉(zhuǎn)速繼續(xù)增加，輸出更多電能。最優(yōu)定子電流控制使變頻器始終在限定的容量下安全運行，發(fā)電機運行范圍得到擴展，輸出電能最大化。 此外，結(jié)合電機無速度傳感器研究，本文嘗試將永磁同步電機無速度傳感器轉(zhuǎn)速估算應(yīng)用在風(fēng)力發(fā)電機上。針對永磁同步風(fēng)力發(fā)電機運行在低轉(zhuǎn)速區(qū)的特點，提出了低轉(zhuǎn)速區(qū)轉(zhuǎn)速估算的方法，