基于直接功率控制的永磁直驅(qū)風(fēng)電變流系統(tǒng)研究.pdf

1、風(fēng)能是目前最重要的清潔能源之一，具有取之不盡、用之不竭、無(wú)污染的優(yōu)點(diǎn)，近些年來(lái)隨著能源的短缺而倍受關(guān)注。同時(shí)，風(fēng)電場(chǎng)的建設(shè)周期較傳統(tǒng)電場(chǎng)短，運(yùn)行成本低，自動(dòng)化程度高，維護(hù)量少，所以，風(fēng)力發(fā)電技術(shù)是當(dāng)前最有前景的綠色能源之一。永磁直驅(qū)式風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，因其無(wú)齒輪箱、維護(hù)成本低、噪音低等獨(dú)有的優(yōu)勢(shì)正受到越來(lái)越多的關(guān)注，已經(jīng)成為變速恒頻風(fēng)電系統(tǒng)未來(lái)發(fā)展的一個(gè)重要方向。本文以永磁直驅(qū)式風(fēng)電變流系統(tǒng)為主要研究對(duì)象，對(duì)直驅(qū)風(fēng)電系統(tǒng)組成的各個(gè)部分進(jìn)行了

2、詳細(xì)的理論推導(dǎo)和數(shù)學(xué)建模，并提出網(wǎng)側(cè)和機(jī)側(cè)直接功率控制策略。
　　首先，介紹了風(fēng)力發(fā)電的發(fā)展現(xiàn)狀和風(fēng)力發(fā)電控制技術(shù)的研究現(xiàn)狀，簡(jiǎn)述了永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的拓樸結(jié)構(gòu)及現(xiàn)有控制策略，從風(fēng)能的計(jì)算出發(fā)，研究了風(fēng)力機(jī)的特性，介紹了永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的組成，并分別對(duì)各個(gè)組成部分進(jìn)行數(shù)學(xué)建模，包括永磁同步發(fā)電機(jī)、雙PWM變流器及直流環(huán)節(jié)等。
　　其次，研究了永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的直接功率控制策略。首先對(duì)網(wǎng)側(cè)變流器的直接功率控制方法進(jìn)行

3、理論推導(dǎo)和數(shù)學(xué)建模，并與傳統(tǒng)的電網(wǎng)電壓定向矢量控制進(jìn)技術(shù)行了比較。網(wǎng)側(cè)直接功率控制是在電網(wǎng)電壓定向控制的基礎(chǔ)上加入了瞬時(shí)功率理論的思想得到的一種新型的變流器控制方法，該控制方法舍去傳統(tǒng)電網(wǎng)電壓定向的電流環(huán)，直接采用功率環(huán)作為內(nèi)環(huán)，并采用直流電壓和開(kāi)關(guān)函數(shù)直接估算網(wǎng)側(cè)有功功率和無(wú)功功率，可舍棄電網(wǎng)電壓傳感器，減少成本和增加系統(tǒng)穩(wěn)定性；由于無(wú)電流環(huán)減少了坐標(biāo)變換的次數(shù)，進(jìn)一步增強(qiáng)系統(tǒng)穩(wěn)定性。后對(duì)機(jī)側(cè)變流器的直接功率控制策略進(jìn)行理論推導(dǎo)和數(shù)學(xué)

4、建模，并與傳統(tǒng)的永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子磁鏈定向矢量控制技術(shù)相比較，轉(zhuǎn)子磁鏈定向控制在坐標(biāo)變換和電機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩方程基礎(chǔ)上，通過(guò)控制dq軸電流，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)矩和磁場(chǎng)控制，直接功率控制直接由功率經(jīng)過(guò)功率調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)后給出變流器開(kāi)關(guān)通斷所需控制量，在控制過(guò)程中，沒(méi)有電流環(huán)減少了坐標(biāo)變換次數(shù)，簡(jiǎn)化了傳統(tǒng)轉(zhuǎn)子磁鏈定向矢量控制算法的復(fù)雜度，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
　　最后，對(duì)直接功率控制的永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行了仿真驗(yàn)證，搭建了永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的模擬實(shí)驗(yàn)