基于直驱式永磁同步风力发电机的mppt研究

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1、万方数据AThesisinPowerElectronicsandElectricDr—ive㈣㈣㈣㈣眦J0124605MPPTResearchBasedontheDirect-DrivePermanentMagnetSynchronousWindTurbineByLiQunSupervisor：ViceProfessorLiHuaNortheasternUniversityJune2012万方数据独创性声明本人声明，所呈交的学位论文是在导师的指导下完成的。论文中取得的研究成果除加以标注和致谢的地方外，不包含其他人己经发

2、表或撰写过的研究成果，也不包括本人为获得其他学位而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名：碴群日期：为)·彦，钞学位论文版权使用授权书本学位论文作者和指导教师完全了解东北大学有关保留、使用学位论文的规定：即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人同意东北大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流。作者和导师同意网上交流的时间为作者获得学位后：半年口一年口一年半矿两年口学位论文作者签名：柳

3、葺签字日期：力¨、步。)2／I夕勺¨、j

4、夕、)2／导师签名：艿哗签字日期：bp，6、))，万方数据东北大学硕士学位论文摘要基于直驱式永磁同步风力发电机的MPPT研究摘要常规能源不但不能够被持续利用，而且会造成环境污染。因此，人类急需寻找其他能源代替常规能源。风能是太阳能转化的一种形式，是一种极具活力的可再生能源，它取之不尽，用之不竭，分布广泛。随着人类对能源的需求和生态环境的要求，风能的开发日益受到重视。将现有的高新科技加入到风力发电技术当中去，不断提高风能的变换效率，是十分必要的。本文对直驱式永磁同步发动机(Per

5、manentMagnetSynchronousGenerator，PMSG)的最大功率点跟踪(MaximumPowerPointTracking，MPPT)算法进行研究，从而达到提高风能利用率的目的。本文从风力发电机的基本原理出发，以贝兹理论为基础，讨论了风力机的C．一A特性曲线，并对直驱式永磁同步发电机进行了数学建模。同时，以风力机的特性曲线为基础分析了变速恒频风电系统的MPPT原理。由于爬山算法方法简单、易于实现，在最大功率点跟踪算法中占据了主要地位，因此，针对定步长爬山算法所存在的缺点与问题，同时，考虑到提高直驱

6、式永磁同步发电系统最大风能捕捉的响应速度和算法的稳定性，本文提出了两种改进型算法。一种在爬山算法的基础上引进最优梯度法以提高系统的响应速度；另一种则是在三点比较法的基础上加入二次插值法以提高系统的精度，并在理论上证明了控制方法的可行性与正确性。针对永磁同步发电机的双PWM变换器，基于矢量控制技术研究了变换器的控制策略，分析了永磁电机转子磁场定向矢量控制的基本原理与网侧电压定向控制原理，并对其进行建模与仿真，仿真结果验证了这两种控制策略的有效性。最后，将之前研究的MPPT算法加入到系统中并进行仿真分析。通过仿真对比分析了

7、五种风力机最大功率点跟踪控制算法，从这些方法对功率跟踪的效果以及对系统的动态与稳态特性的影响，验证了本文所提出的改进型算法具有跟踪平稳，效率较高的特点。关键词：风力发电；永磁同步发电机；MPPT；磁场定向控制；电压定向控制。-II-万方数据东北大学硕士学位论文BasedontheDirect-·DrivePermanentMagnetWindTurbineMPPTResearchAbstractConventionalenergynotonlycan’tbeusedsustainablely，butalsocancau

8、seenvironmentalpollution．Therefore，humanbeingsarelookingforotherenergytoreplaceconventionalenergy．Windenergyisaconversionformofsolarenergy，it’Sclean,renewable，dynamic，inexhaustibleandwidelydistributed．Withhumandemandforenergyandtherequirementsoftheecologicalenvi

9、ronment，windpowerdevelopmentisregardedbymanycountries．Continouslyimprovingtheefficiencyandqualityofthewindpower、析廿lexistinghigh—techhaveagreatsignificance．Thispaperma