永磁直驱风力发电系统变流器优化控制策略分析

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1、分类号密级：密级永UDC磁直驱风力发的电研变硕士学位论文制流器优化永磁直驱风力发电系统变流器优化控制策略研究控制策略研究文作者姓名：陈金伟西学科、专业：电气工程华大学号：212012085207023学指导教师：王军（教授）生硕完成日期：2015年04月士学位论1万方数据ClassifiedIndex:UDC:XihuaUniversityMasterDegreeDissertationResearchontheOptimizationControlStrategyofthePermanentMagnetDirect-DriveWindPowerG

2、enerationConverterCandidate:JinweiChenMajor:ElectricalEngineeringStudentID:212012085207023Supervisor:Prof.JunWangApril，2015万方数据西华大学学位论文独创性声明作者郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行研究工作所取得的成果。尽我所知，除文中已经注明引用内容和致谢的地方外，本论文不包含其他个人或集体已经发表的研究成果，也不包含其他已申请学位或其他用途使用过的成果。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献均已在论文中做了明确

3、的说明并表示了谢意。若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。学位论文作者签名：指导教师签名：日期：日期西华大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于西华大学，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅，西华大学可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复印手段保存和汇编本学位论文。(保密的论文在解密后遵守此规定)学位论文作者签名：指导教师签名：日期：日期万方数据西华大学硕士学位论文摘要全球范围内的环

4、境日益恶化和能源危机的凸显，迫使人类开发利用可再生能源来代替传统的石油、化石等能源。这是世界各国所达成的共识，是未来社会发展不可阻挡的趋势。风能是最常见的可再生能源之一。风电产业具有清洁、可靠、易于安装且不依赖进口等优点，近二十年风力发电技术迅猛地在全球范围内的发展起来。随着风力发电技术的不断发展，永磁同步发电机（PermanentMagnetSynchronousGenerator，PMSG）以其效率高、转动惯量小、可靠性高等诸多优点，而被现代风力发电机组所采用。研究永磁式直驱风力发电机的控制策略，从而提高风力发电系统的稳定性和电能质量显得尤为重

5、要。本文针对永磁直驱发电机系统控制的相关问题，采用了一种改进的直接电流控制策略，在电网侧利用PQ控制实现风电机组的并网。并通过在Matlab／Simulink上建立系统的数学仿真模型进行实验调试。经仿真分析，该策略能有效的减小系统谐波和定子电流不平衡问题，提高系统稳定性。另外，基于该策略研制了高效的风电变流器，将其应用到5kW直驱风力发电系统中。经实验测试，所得结果验证控制方法的可行性和高效性，并且该变流器能的减小并网冲击、加快系统动态响、提高并网电能质量。永磁直驱风力发电机具有多变量、非线性及强耦合的特点，因此系统的参数变化会对矢量控制产生影响。

6、本文针对此问题设计了功率滑模控制器，该控制器采用了滞环函数，使状态的交替周期被延迟，在一定程度上解决了系统以极高频率切换的实际问题，系统的轨线将较精确地在滑动流形的给定范围内运动。实验结果表明，系统能够较精确地跟踪给定的有功功率，系统表现出良好的动态性、稳定性和鲁棒性。关键词：永磁直驱风电系统；直接电流控制；变流器控制技术；滑模控制技术I万方数据永磁直驱风力发电变流器的研制AbstractAstheenergyissuehasbecameacommonproblemfacedbyallaroundtheworld,windresourcesasar

7、enewablecleanenergyishighlyvalued.Energyissuespromotethedevelopmentofdistributedgeneration.Windpowerasanimportantpartofdistributedgenerationisplayinganirreplaceablerole.Windenergyisoneofthemostcommonrenewableenergy.Itiswellknownthatwindpowerindustryhastheadvantagesclean,reliab

8、le,easytoinstallanditsmaterialdoesnotrelyonimports.Farthermor