永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組模擬系統(tǒng)的研究.pdf

1、當(dāng)前社會，環(huán)境污染和能源短缺兩大問題越來越受到關(guān)注。太陽能、風(fēng)能、水能等技術(shù)的發(fā)展成為世界各國關(guān)注的焦點(diǎn)。作為一種潔凈的、可持續(xù)利用的再生能源，風(fēng)能的開發(fā)潛能巨大，有利于緩解當(dāng)前的能源短缺局勢。
　　直驅(qū)式永磁同步風(fēng)電系統(tǒng)，省去齒輪箱，風(fēng)力機(jī)與發(fā)電機(jī)直接相連接，使機(jī)組的性能大大改善，系統(tǒng)效率也提到了提高。發(fā)電機(jī)與電網(wǎng)通過變流器隔離，有利于提高機(jī)組的低電壓穿越性能。
　　本文以直驅(qū)式永磁同步風(fēng)力發(fā)電機(jī)組模擬系統(tǒng)為研究對象，從仿

2、真到實(shí)驗(yàn)、從理論到實(shí)踐進(jìn)行了較為全面的深入研究。
　　論文首先對風(fēng)力機(jī)的空氣動力學(xué)原理進(jìn)行了介紹，描述了風(fēng)力機(jī)通過風(fēng)的作用拖動發(fā)電機(jī)的過程，詳細(xì)介紹了本文所采用的最大風(fēng)能跟蹤原理，并以此為基礎(chǔ)建立了風(fēng)力機(jī)的仿真模型。
　　其次，基于直驅(qū)型永磁同步風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的工作理論，設(shè)計了背靠背雙PWM變流器的控制策略，并設(shè)計了一種三相電壓軟件鎖相環(huán)，通過Matlab/Simulink仿真驗(yàn)證了風(fēng)能最大功率追蹤控制和雙PWM變流器控制策略

3、的正確性和有效性。
　　再次，針對電網(wǎng)三相電壓對稱跌落的工況，分析了直驅(qū)型永磁風(fēng)電系統(tǒng)應(yīng)用比較廣泛的幾種低電壓穿越保護(hù)方案，對比分析后采用了直流側(cè)帶有卸荷電路的低電壓穿越保護(hù)方案，分析了卸荷電阻參數(shù)的選取原則及卸荷電阻的投切策略，并在Matlab/Simulink里搭建了仿真模型，仿真結(jié)果驗(yàn)證了該方案的簡單有效性。
　　最后本文設(shè)計了功能完整、上位機(jī)界面友好的7.5kW永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電模擬系統(tǒng)平臺。為了解決在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中如何

4、模擬風(fēng)電現(xiàn)場的原動機(jī)問題，本文使用異步電動機(jī)配合具有直接轉(zhuǎn)矩控制算法的變頻器米模擬風(fēng)力機(jī)的方法;詳盡地介紹了永磁發(fā)電機(jī)機(jī)側(cè)變流器的轉(zhuǎn)子磁鏈定向控制和網(wǎng)側(cè)變流器的電網(wǎng)電壓定向控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)。采取了在直流母線側(cè)增加卸荷電路以在網(wǎng)側(cè)電壓跌落故障時消耗掉直流側(cè)堆積的能量，來提高直驅(qū)型風(fēng)電模擬系統(tǒng)的故障穿越性能。設(shè)計了基于LabView的上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，易于模擬系統(tǒng)各部分的操作控制與運(yùn)行結(jié)果展示。進(jìn)行了較為充分的實(shí)驗(yàn)研究，給出了可信的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，實(shí)