永磁直驅風力發(fā)電機組機側控制策略研究.pdf

1、近年來，隨著經(jīng)濟的發(fā)展與建設，資源與環(huán)境成為人類社會生存與發(fā)展的兩大關鍵問題，清潔能源成為未來的主要開發(fā)方向。其中風電以其清潔，可再生，無污染的優(yōu)點在眾多新能源中脫穎而出。我國裝機總量在全球發(fā)展中所占比例也越來越高，此時，風力發(fā)電的效率成為研究人員關心的主要問題。如何有效提高風能利用率是一項具有重大意義的課題。
　　本課題以永磁直驅風力發(fā)電機組為研究對象，針對風力發(fā)電機側控制進行了研究與分析，實現(xiàn)了最大風能捕獲，變槳控制和提高電能

2、質量等功能。給出了相應控制策略，能夠提高風電轉換的效率，并進行建模仿真分析，對機側控制策略的合理性進行了驗證。
　　首先，確定風電系統(tǒng)總體結構及相應變流拓撲結構；分別分析各部分控制原理，建立相應數(shù)學模型，給出了風力機的仿真模型，確定發(fā)電機的仿真參數(shù)以及變流器的數(shù)學模型，搭建了SVPWM仿真模型，并進行了仿真驗證；確定了整體控制方案，同時為后續(xù)研究提供理論依據(jù)。
　　其次，針對風速小于額定風速的情況對永磁直驅風力發(fā)電機組機側部

3、分進行了研究。風速低于額定風速時，為了實現(xiàn)最大風能捕獲，即實現(xiàn)最大功率點的跟蹤，采用變步長爬山搜索法和滑模變結構控制方法。分別從原理、數(shù)學建模、仿真和結果分析等方面對該兩種方法進行了闡述和對比分析。
　　再次，針對風速大于額定風速的情況對永磁直驅風力發(fā)電機組機側部分進行了研究。當風速高于額定風速時，采用變槳距調(diào)節(jié)控制。采用發(fā)電機轉速作為反饋進行PI調(diào)節(jié)得到槳距角信號。并在此基礎上為了使控制系統(tǒng)具有更好的快速性和穩(wěn)定性，增加輸出功率