基于永磁同步發(fā)電機的直驅(qū)式風電系統(tǒng)建模與仿真.pdf

1、風能作為一種清潔的可再生能源，不僅可以緩解能源危機，而且有利于環(huán)保，可帶來直接的經(jīng)濟效益和社會效益，因此近年來受到各界廣泛關(guān)注，風電產(chǎn)業(yè)也發(fā)展迅猛。目前獲得廣泛應用的并網(wǎng)型風力發(fā)電系統(tǒng)多采用異步發(fā)電機，但是效率不高，并且由于必須采用升速齒輪箱，系統(tǒng)的可靠性不高。而采用永磁同步發(fā)電機的直驅(qū)式風力發(fā)電系統(tǒng)，因其具有效率高、制造方便、控制效果好等優(yōu)點，逐漸成為人們研究的焦點。
　　 本文主要針對永磁直驅(qū)風電系統(tǒng)系統(tǒng)進行建模和仿真研究。

2、風力發(fā)電系統(tǒng)包括兩個能量轉(zhuǎn)換過程，即風力機將風能轉(zhuǎn)換為機械能和發(fā)電機將機械能轉(zhuǎn)換為電能。本文通過研究風力機和永磁同步發(fā)電機各自的特性和運行機理，建立了永磁直驅(qū)風力發(fā)電系統(tǒng)的數(shù)學模型。具體包括風速數(shù)學模型、風力機數(shù)學模型、永磁同步發(fā)電機數(shù)學模型和電能轉(zhuǎn)換模塊數(shù)學模型，并在Matlab/Simulink環(huán)境下搭建了整個仿真系統(tǒng)的模型。文章提出了基于發(fā)電機轉(zhuǎn)子磁場定向的機側(cè)變流器矢量控制方法，實現(xiàn)了最大風能捕獲，提高了發(fā)電機的效率。同時本文對

3、永磁直驅(qū)風力發(fā)電控制系統(tǒng)的無位置傳感器算法進行了深入研究，解決了由于安裝位置傳感器所帶來的轉(zhuǎn)動慣量增加，系統(tǒng)易受外界干擾，可靠性降低等問題。對于網(wǎng)側(cè)逆變器的控制，采取了直流電壓環(huán)和無功電流內(nèi)環(huán)的雙閉環(huán)控制策略，實現(xiàn)了將直流電逆變?yōu)榕c電網(wǎng)同頻率、同幅值的交流電，維持直流側(cè)電壓恒定，并能根據(jù)電網(wǎng)需求實現(xiàn)與電網(wǎng)間的無功交換的控制目標。
　　 建模與仿真是研究分析機電系統(tǒng)性能的有效方法和重要手段。Matlab/Simulink仿真工具雖