直驱永磁同步风电系统综合协调控制及其关键技术的研究

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1、硕士学位论文直驱永磁同步风电系统综合协调控制及其关键技术的研究作者：陆未指导教师：杨伟副教授南京理工大学2014年3月M．SC．DissertationIMIMIIIJJIIllllIIIllIllrllllHJllIY2521884ResearchonIntegratedandCoordinatedControlforPMSG．baseDirect．DriveWECSanditsKeyTechnologiesByL跖耽ZSupervisedby尸，何砌愕WeiNanjingUniversityofScience&TechnologyMarch，2014声明尸明本学位论文是我在导

2、师的指导下取得的研究成果，尽我所知，在本学位论文中，除了加以标注和致谢的部分外，不包含其他人已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得任何教育机构的学位或学历而使用过的材料。与我一同工作的同事对本学位论文做出的贡献均已在论文中作了明确的说明。研究生签名：汕、忤弓月刁日学位论文使用授权声明南京理工大学有权保存本学位论文的电子和纸质文档，可以借阅或上网公布本学位论文的部分或全部内容，可以向有关部门或机构送交并授权其保存、借阅或上网公布本学位论文的部分或全部内容。对于保密论文，按保密的有关规定和程序处理。研究生签名：—蛆川-年3月27日硕士学位论文直驱永磁同步风电系统综合协调控制及其

3、关键技术的研究摘要风能是一种取之不尽、用之不竭的环境友好型清洁能源，使得风力发电受到人们越来越多的关注。直驱永磁同步风电机组作为未来发展的主要机型，该类型的风电大规模地接入电网导致的大量技术问题不容忽视。为了减少其对电力系统的带来的不利影响，实现风电系统与电网和谐发展、互利共赢，使得对直驱永磁同步风电系统并网综合协调控制的研究具有十分重要的意义。论文以直驱永磁同步风力发电系统为研究对象，研究了其并网综合协调控制及一些关键技术。首先，建立了永磁同步发电机静动态数学模型，提出了一种基于矢量控制的永磁同步电机直接参数辨识的方法。仿真与实验结果表明，该参数辨识算法是有效的，可以实现定子电

4、阻R。、d轴电感三d、g轴电感厶和永磁体磁链奸离线参数辨识。其次，建立了风力机系统和变流器数学模型，设计了风力机系统及发电机侧变流器的控制策略以及具有解耦控制器的电压定向控制的电网侧变流器控制策略。仿真结果表明，建立的模型和设计的控制策略是正确的和有效的，且具有较好的动态特性。然后，针对含直驱永磁同步风电机组的电力系统，提出了直驱型风电节点在网络方程中的处理方法，并进行了并网动态仿真的研究。最后，针对传统控制方法的不足，提出了一种直驱型风力发电系统并网综合协调控制方法。对单机无穷大系统和多机系统算例分别做了仿真研究。仿真结果表明，上述并网综合协调控制方法能结合桨距角控制器合理协调

5、有功和无功出力，能很好地为并网点电压提供无功支持以提高系统的电压稳定性，此外也在一定程度上有利于多机系统的功角稳定。关键词：永磁同步发电机，参数辨识，矢量控制，电压定向控制，解耦控制，时域仿真，综合协调控制摘要硕士学位论文IIAbstractSincewindpowerisallinexhaustible，environmentfriendlyandcleanenergy,itispaidmoreandmorepeople’Sattention．Direct-drivepermanentmagnetsynchronouswindturbineswillbecomethemainm

6、odelforthefuturedevelopment．However,itcallllotbene91eCtedt11atlarge。scalewindpowerofthistypeconnectedtothe鲥dwillinevitablyleadtoa1afgenumberofnewproblems．Inordertoreduceitsnegativeimpactonpowersystemandachievetheharmoniousdevelopment，mutualbenefitandwin-winprogressbetweenthewindpowersystemand

7、thegrid，itisofgreatsignificancetoresearchonintegratedandCOordinatedcontrolforPMSG-basedirect．driveWECS．ThispapertakesPMSG-basedirect-driveWECSastheresearchobjectandfocusesonitsintegratedandcoordinatedcontrolandsomekeytechnologies．Firstofall，t