用于小型风力发电的srg建模与控制

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1、万方数据历矿驱动攀制，{嗡持电棚2010年第5期：⋯⋯e，_￡17／’‘缈矗，彩z够'孔多·2，扩⋯一⋯一⋯⋯⋯一⋯一⋯⋯⋯-．．一⋯⋯⋯一一⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一⋯⋯⋯⋯．．-⋯用于小型风力发电的SRG建模与控制彭寒梅，易灵芝，邓文浪(湘潭大学，湖南湘潭411105)摘要：介绍开关磁阻风力发电系统组成；分析SRG的发电原理和非线性模型；针对小型风力发电系统运行速度低的特点，SRG采用电流斩波控制模式，电压反馈控制抑制输出电压波动；在Maflab中建立SRG电压反馈控制仿真系统，仿真结果验证了SRG建模的正确性，验证了SRG用于小型变速恒频风力发电系统的有效性。关键词：S

2、RG；变速恒频；电流斩波；电压反馈控制中图分类号：TM315文献标识码：A文章编号：1004—7018(2010)05—0070—04ModelingandControlofSRGforSmallSizeWindPowerGeneratingPENGHan-mei，YILing-zhi，DENGWen-lang(XiangtanUniversity，Xiangtan411105，China)Abstract：ThesimplecompositionofSRGwindpowergeneratingsystemWaSpresented．Thegenerationprinciple

3、andthenonlinearmodelofSRGwerestudied．Asthesmallwindenergyapplicationswerecharacterizedbylow—speedoperation．SRGwascontrolledbycurrentchopper，whichusedvoltagefeedbackcontrollertominimizevoltageripples．InMatlab，thesimulationmodelofSRGvoltagefeedbackcontrolsystemWasestablished．TheaccuracyofSRGm

4、odelandthevalidityofSRGforwindpowergeneratingsystemaretestifiedbysimulationresults．Keywords：switchedreluctancegenerator；variablespeedconstantfrequency；currentchoppercontrol；voltagefeedbackcontrolO引言1开关磁阻风力发电系统由于化石燃料消耗的增加，空气污染和全球变暖问题变得日益严重。因此，有许多的研究涉及利用自然能源发电，以有效应付这些问题。小型风力发电系统是其中一个最有用的发电系统⋯

5、。变速恒频发电是20世纪末发展起来的一种新型发电方式，发电效率高，是风力发电技术发展的必然趋势。目前，用于风力发电系统有永磁同步发电机和异步发电机。永磁同步发电机发电效率高，但是它的材料成本高；异步发电机维护要求低，但是发电效率低心。]。开关磁阻发电机具有结构简单，可控参数多、容错能力强等特点，能够满足变速恒频发电的要求H。]。特别是SRG低速性能好，非常适合于直接驱动、变速运行的风力发电系统，一般用于低速的小型风力发电系统中№]，在风力发电领域有较大的发展潜力和研究价值。目前，国内在这方面的研究处在起步阶段。本文针对小型风力发电系统运行速度低的特点[7】，对SRG采用电流斩

6、波控制旧J，用PI调节器调节SRG的输出电压，从而达到变速恒频发电；给出了详细的建模和仿真结果分析。收稿日期：2009—03—27基金项目：湖南省自然科学基金项目(08JJ6029)1．1开关磁阻风力发电系统组成简介开关磁阻风力发电系统如图1所示，是以SRG为机电能量转换核心的发电系统，主要包括风力机、SRG及其功率变换器、控制图1开关磁阻风力发电系统构成器、负载和辅助电源等部分，如需并网则要加逆变器。风力机转速随风速变化，致使SRG转速变化，通过对SRG的参数控制，能实现输出电压恒定，满足变速恒频发电。与其它变速恒频发电系统相比，开关磁阻风力发电系统具有结构简单、电流检测环

7、节少、主功率器件少、成本低等优点。1．2SRG发电原理及控制SRG把机械能转换成电能，是利用使相电流与转子位置合适地进行同步来实现的。给定子某相绕组在该相凸极中心与转子凸极中心重合附近加励磁(如图2中的日。。位置)，则转子上的力矩与转子旋转的方向相反，这就是SRG发电运行状态，分为励磁和发电续流两个阶段(如图2中的区域I和区域Ⅱ)。图2为SRG发电运行时，定子线性相电感、相裂¨烈刻刚载叫誊割⋯l■万方数据⋯～篓堕熏垫～．3竺，哩曼里⋯⋯⋯一一一⋯一一一一⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一⋯⋯⋯⋯⋯一!乏乏曼苎曩苎：∥⋯．