永磁直驱风力发电在煤矿蓄水系统中的应用.pdf

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1、第3期机电元件VoL32N0．32012年6月ELECTRoMfEcHANlcALCOMPONENTSJurL2012永磁直驱风力发电在煤矿蓄水系统中的应用郑本海’。秦显远2，王万渝3(1兖矿贵州五轮山煤业有限公司，贵州毕节553309；2兖矿贵州能化有限公司，贵州贵阳550022；3广元长虹电子科技有限公司，四川广元628017)摘要：本文研究一种直驱风力发电在煤矿蓄水系统中的应用，基于背靠背双三电平拓扑结构，分析永磁直驱风力发电系统的运行特性，并给出永磁同步发电机(PMSG)数学模型及其具体的矢量控

2、制策略，分析一种简化的三电平电压空间矢量调制算法。基于MATLAB仿真，验证了系统在风速变化时能够实现追踪最大功率，充分利用风能进行抽水蓄能。关键词：风力发电；直驱永磁同步发电机；矢量控制；Doi：10．3969／j．issn．1000-6133．2012．03．008中图分类号：TN784文献标识码：A文章编号：1000-6133(2012)03—0036—04TheApplicationofDirect-drivenPermanentMagnetSynchronousWindGeneratorinC

3、oalWaterStorageSystemsZHENGBen—hall，QINXian—yuan2，WANGWan—yu3(1YanzhouCoalMiningGuizhouWulunMountainCoalCo．，Ltd，Bijie553309，Guizhou；2YanzhouCoalMiningGuizhouChemicalCo．，Ltd，Guiyang550022，Guizhou；3GuangyuanChanghongElectronicTechnologyCo．，Ltd，Guangyuan628

4、017，Sichuan)Abstract：Thepaperresearchestheapplicationofdirect—drivenpermanentmagnetsynchronouswindgeneratorincoalwaterstoragesystems，andinvestigatestheoperationcharacteristicsofdirect—drivenwindpowersystembasedonthreelevelsofback—to—hacktopology，giveoutt

5、hemathematicmodelofpermanentmagnetsynchronousgenera-toranditsdetailedvectorcontrolstrategy，andanalyzesasimplifiedthreelevelvoltagespacevectormodulationalgo。rithm。BasedonMATLABsimulation，thepaperdemonstratesthatthesystemcouldrealizemaximumpowerpointtracki

6、ngwithwindspeedchanges．andmakefulluseofwindenergyforpumpingwaterstorage．Keywords：windgeneration；direct—drivenpermanentmagnetsynchronousgenerator(DDPMSG)；vectorcontrol1引言篙矗?暴譬盏篙嚣蔷喜蓑鬈蓑套茎，幂嘉凳某裳嚣目前，废弃的老旧煤矿具有大量可利用水资水抽到矿山顶部的蓄水池中进行发电。该系统可以收稿日期：2012—03一07第3期郑本海等

7、：永磁直驱风力发电在煤矿蓄水系统中的应用37在有风的时候多抽水，弥补了风能的不足。永磁直驱风力发电系统因具有众多优点H1而成为风力发电领域中的后起之秀。在永磁直驱风力发电系统中，风力机直接驱动永磁发电机，通过发电机将风力机获取的风能转化为电能，再通过变流器变换为频率和幅值都恒定的交流电，最后带动电机抽水。本文研究了基于双PWM的三电平永磁直驱风力发电系统，并仿真验证所建系统的正确性，采用双三电平变流器的永磁直驱风力发电系统如图1所示。2永磁同步发电机数学模型及其控制2．1永磁同步发电机数学模型为分析永磁

8、交流同步电机的动态性能，建立旋转坐标轴dq轴数学模型，取永磁体基波磁场基波方向为d轴，q轴沿转子旋转方向超前d轴90度电角度。基于PMSG转子磁场dq坐标系的数学模型如下：机转动惯量；Fo,为阻尼系数；峨为电机机械角速度(∞g=甜。／p。)。2．2永磁同步发电机控制策略由上节永磁同步发电机的数学模型可知，为实现最大风能跟踪，系统采用较为简便的i。=0控制策略。此时，系统按照转子磁链定向，转矩与转子磁链和定子电流的转矩分量i。成正比，且∥与i