直驅(qū)風(fēng)電機組雙PWM變流器控制策略研究.pdf

1、近年來，隨著常規(guī)能源儲量減少和環(huán)境污染的加重，尋找一種新型的可再生清潔能源成為各國的首要任務(wù)。風(fēng)能作為新生清潔能源的主力之一，由于發(fā)電成本相對較低，無污染等優(yōu)點，其開發(fā)利用逐漸受到世界各國研究者的關(guān)注。
　　直驅(qū)永磁風(fēng)力發(fā)電是風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中最有發(fā)展前景的方式之一，全功率變流器是直驅(qū)風(fēng)電系統(tǒng)并網(wǎng)的關(guān)鍵器件，其控制在風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中尤為重要。隨著機組容量的增大，對控制的精確性以及穩(wěn)定性有了更高的要求。本文將以永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中雙PW

2、M(Pulse Width Modulation，PWM)變流器作為研究對象，重點對變流系統(tǒng)控制策略進行研究，主要工作如下:
　　文中分析了風(fēng)力發(fā)電發(fā)展現(xiàn)狀，重點闡述直驅(qū)發(fā)電變流系統(tǒng)拓撲結(jié)構(gòu)以及控制技術(shù)的發(fā)展。文中通過研究風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)運行機理，建立風(fēng)速、發(fā)電機、永磁同步發(fā)電機、全功率變流器的數(shù)學(xué)模型，并對機側(cè)和網(wǎng)側(cè)變流器控制策略進行分析，為后續(xù)整機仿真模型的建立奠定理論基礎(chǔ)。
　　在Matlab/Simulink環(huán)境下搭建整

3、機仿真模型。機側(cè)變流器控制采用基于發(fā)電機轉(zhuǎn)子磁場定向的矢量控制方法，實現(xiàn)額定風(fēng)速以下最大風(fēng)能的捕獲，提高發(fā)電系統(tǒng)的效率;網(wǎng)側(cè)采用基于電網(wǎng)電壓定向的矢量控制策略，在風(fēng)速和外界環(huán)境發(fā)生變化時，保證直流側(cè)電容電壓的穩(wěn)定和實現(xiàn)有、無功功率的解耦控制。
　　由于風(fēng)速變化的隨機性和不確定性，且直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)為非線性強耦合系統(tǒng)，若采用常規(guī)PI控制，很難實現(xiàn)不同風(fēng)速下較好的控制效果，為獲得良好的動態(tài)性能，機側(cè)電流環(huán)采用常規(guī)PI控制器，速度環(huán)采用

4、模糊自整定PI控制器;網(wǎng)側(cè)同樣采用雙閉環(huán)控制策略，電流內(nèi)環(huán)采用常規(guī)PI控制器，電壓外環(huán)則采用模糊自整定PI控制器。仿真結(jié)果表明其控制效果優(yōu)于傳統(tǒng)的PI控制器。
　　傳統(tǒng)PI控制與智能控制理論中的模糊控制相結(jié)合，解決了PI參數(shù)不能很好的適應(yīng)工況變化的問題，但由于模糊控制器的設(shè)計沒有系統(tǒng)的指導(dǎo)方法，且控制效果對模糊參數(shù)的變化比較敏感。因此文中采用粒子群優(yōu)化算法(Particle SwarmOptimization，PSO)進行模糊控制