永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)變流器優(yōu)化控制策略研究.pdf

1、全球范圍內(nèi)的環(huán)境日益惡化和能源危機(jī)的凸顯，迫使人類開(kāi)發(fā)利用可再生能源來(lái)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的石油、化石等能源。這是世界各國(guó)所達(dá)成的共識(shí)，是未來(lái)社會(huì)發(fā)展不可阻擋的趨勢(shì)。風(fēng)能是最常見(jiàn)的可再生能源之一。風(fēng)電產(chǎn)業(yè)具有清潔、可靠、易于安裝且不依賴進(jìn)口等優(yōu)點(diǎn)，近二十年風(fēng)力發(fā)電技術(shù)迅猛地在全球范圍內(nèi)的發(fā)展起來(lái)。
　　隨著風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的不斷發(fā)展，永磁同步發(fā)電機(jī)（Permanent Magnet Synchronous Generator，PMSG）以其效率高

2、、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小、可靠性高等諸多優(yōu)點(diǎn)，而被現(xiàn)代風(fēng)力發(fā)電機(jī)組所采用。研究永磁式直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的控制策略，從而提高風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的穩(wěn)定性和電能質(zhì)量顯得尤為重要。
　　本文針對(duì)永磁直驅(qū)發(fā)電機(jī)系統(tǒng)控制的相關(guān)問(wèn)題，采用了一種改進(jìn)的直接電流控制策略，在電網(wǎng)側(cè)利用PQ控制實(shí)現(xiàn)風(fēng)電機(jī)組的并網(wǎng)。并通過(guò)在Matlab／Simulink上建立系統(tǒng)的數(shù)學(xué)仿真模型進(jìn)行實(shí)驗(yàn)調(diào)試。經(jīng)仿真分析，該策略能有效的減小系統(tǒng)諧波和定子電流不平衡問(wèn)題，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。另外，基于

3、該策略研制了高效的風(fēng)電變流器，將其應(yīng)用到5kW直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中。經(jīng)實(shí)驗(yàn)測(cè)試，所得結(jié)果驗(yàn)證控制方法的可行性和高效性，并且該變流器能的減小并網(wǎng)沖擊、加快系統(tǒng)動(dòng)態(tài)響、提高并網(wǎng)電能質(zhì)量。
　　永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)具有多變量、非線性及強(qiáng)耦合的特點(diǎn)，因此系統(tǒng)的參數(shù)變化會(huì)對(duì)矢量控制產(chǎn)生影響。本文針對(duì)此問(wèn)題設(shè)計(jì)了功率滑模控制器，該控制器采用了滯環(huán)函數(shù)，使?fàn)顟B(tài)的交替周期被延遲，在一定程度上解決了系統(tǒng)以極高頻率切換的實(shí)際問(wèn)題，系統(tǒng)的軌線將較精確地在滑