永磁直驅(qū)風力發(fā)電系統(tǒng)控制算法的一些研究.pdf

1、與變速恒頻雙饋電機風力發(fā)電系統(tǒng)相比，永磁直驅(qū)風力發(fā)電系統(tǒng)省去了增速齒輪箱，結(jié)構(gòu)簡單，穩(wěn)定性好，不需要經(jīng)常維護，將具有更加廣闊的應用前景，特別是在中小功率的風力發(fā)電系統(tǒng)中具有不可替代的優(yōu)勢。本文對永磁直驅(qū)風力發(fā)電系統(tǒng)控制算法進行了研究。主要內(nèi)容如下： ⑴闡述了永磁直驅(qū)風力發(fā)電系統(tǒng)的基本原理，分析了三相電壓型并網(wǎng)逆變器的拓撲與工作特點，給出了并網(wǎng)逆變器在各種坐標系下的數(shù)學模型。 ⑵分析了并網(wǎng)逆變的幾種控制策略，對比了其在基本

2、原理、軟硬件實現(xiàn)以及控制性能等方面的優(yōu)劣，選取傳統(tǒng)但實用性強的雙閉環(huán)系統(tǒng)作為研究的重點。討論了最大風能跟蹤理論及發(fā)電機轉(zhuǎn)速與直流母線電壓的關(guān)系，得出了永磁同步發(fā)電機關(guān)于直流母線電壓—最大輸出功率的最佳功率曲線，并詳細介紹了最大風能跟蹤在雙閉環(huán)控制系統(tǒng)上的實現(xiàn)。 ⑶根據(jù)控制原理在Matlab環(huán)境下搭建了永磁直驅(qū)風力發(fā)電系統(tǒng)的仿真模型，進行了仿真實驗。仿真結(jié)果表明，在風速變化的情況下，并網(wǎng)逆變器可以按照風機的最大功率曲線向電網(wǎng)輸出穩(wěn)

3、定可靠的電能，系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)、暫態(tài)性能良好。 ⑷為實驗需要設(shè)計了一套5kW風力發(fā)電用三相電壓型并網(wǎng)逆變器。該系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)以TMS320F2407為控制核心，以智能功率模塊為逆變橋，并配備了泄荷電路、主電路回路、驅(qū)動電路和信號采集及處理電路等各種外圍電路。軟件模塊對系統(tǒng)的控制算法進行了數(shù)字實現(xiàn)，并融合了多種保護邏輯。最后搭建了5KW永磁直驅(qū)風力發(fā)電系統(tǒng)的實驗平臺，并且進行了并網(wǎng)實驗和正弦波輸出電流實驗。實驗結(jié)果驗證了硬件設(shè)計的有效性和系