直驅型永磁同步風電系統(tǒng)的控制策略研究.pdf

1、直驅型永磁同步風電系統(tǒng)具有無齒輪箱、故障率低、效率高以及可靠性高等特點在現代風力發(fā)電系統(tǒng)中占據著重要地位，而系統(tǒng)的控制策略將會對系統(tǒng)發(fā)電與并網產生直接的影響。本文主要圍繞直驅型永磁同步風電系統(tǒng)中并網點電壓調節(jié)問題與低電壓穿越問題進行了研究，主要內容有：
　　首先，介紹了風力發(fā)電的研究背景與意義，對現代風力發(fā)電系統(tǒng)中的主要風機類型進行了簡要分析，對直驅型風電系統(tǒng)的控制策略國內外研究現狀進行了簡單介紹。
　　第二，對直驅型永磁風

2、力發(fā)電系統(tǒng)的結構、原理以及特性進行了分析，列舉了雙PWM功率變換器以及不控整流變換器兩種變流器的結構，進行了對比分析，并給出了兩種變換器電路的優(yōu)缺點。對直驅型永磁同步風力發(fā)電系統(tǒng)中的運行控制系統(tǒng)進行了簡要介紹。
　　第三，對風力渦輪機、永磁同步電機、功率變換器的工作原理進行了說明。運用了空間矢量的方法建立了功率變換器與同步電機的數學模型，對Clarke、dq、以及abc-dq三種形式的坐標變換進行了分析。對網側變換器可在四象限運行

3、的原理進行了簡單分析，并給出了交流電壓電流向量圖。
　　第四，電網準則要求風力發(fā)電機組應該具有并網點電壓調節(jié)能力?；谶@一問題，本文提出了直驅永磁同步風力發(fā)電系統(tǒng)無功功率支撐策略。分析了網側和機側變換器的控制原理，給出了系統(tǒng)控制框圖。通過Matlab/Simulink仿真軟件建立了1.5MW直驅永磁同步風力發(fā)電系統(tǒng)的仿真模型，分別對電網正常和電網故障情況進行了仿真研究。實驗結果表明所提出的無功功率支撐策略在直流母線電壓穩(wěn)定的基礎上

4、能夠提升公共耦合點電壓。當風電場中多臺風電機組采用該方法時，能夠幫助PCC電壓恢復至正常范圍。
　　最后，電網準則要求當電網發(fā)生故障或擾動造成并網點電壓深度跌落時，風電機組應具有低電壓穿越能力?；谶@一問題，本文提出了含超級電容儲能裝置的直驅永磁同步風電機組的低電壓穿越控制策略。分別對機側變換器，網側變換器，以及儲能裝置進行了控制策略的設計。并給出了系統(tǒng)控制框圖。在 Matlab/Simulink仿真平臺搭建了1.5MW直驅永磁同