直驱风电组双pwm变流器控制策略研究

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1、学校代码：密级：公开硕士学位论文直驱风电组双变流器控制策略研究作者姓名李春亚学科专业机械电子工程指导教师肖燕彩副教授培养院系机械与电子控制工程学院硕士学位论文宵驱风电机组双变流器控制策略研宄作者：李春亚迂师：彳燕彩北京交通大学年月学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解北京交通大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权北京交通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，提供阅览服务，并釆用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。学校可以为存在馆际合作关系的兄弟高校用户提供文献传递服务和交换服务

2、。保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：导师签名：签字日期：年？月丨日签字日期：地年冬月曰学校代码：密级：公幵北京交通大学硕士学位论文直驱风电机组双变流器控制策略研究作者姓名：李春亚学导师姓名：副教授：肖燕彩称学位类别：硕士：工学学位级别学科专业：机械电子工程研宂方向：机电系统控制及自动化北京交通大学年月致谢时光飞逝，两年半的研究生生活即将结束，回首这几年的进步和成长，离不开老师、同学以及家人给我的无私关怀与帮助，在此向他们致以最诚挚的谢意。论文的选题、研宄和撰写是在我的导师肖燕彩副教授的精心指导下完成的，在攻读研究生期间，在我的学习、生活和工作实践中，

3、肖老师都给予我无微不至的关怀与帮助。肖老师渊博的知识、严谨的治学风范、精益求精的科研态度以及缜密的思维都让我敬佩不己，这些将使我受益匪浅。在以后的学习工作中，，我定会牢记肖老师谆谆教诲，不断激励自己，努力向上。在此向我的导师表示衷心的感谢。感谢实验室工作以及论文撰写期间南贵清师兄以及霍文建、丁泽宇、康娜等同学给予我热心帮助，解决了我学习和生活中的许多难题，在此向他们表达我的谢意。感谢我最爱的父母和弟弟，我学业上取得成绩都离不开他们的默默支持和鼓励，他们快乐健康是我最大的心愿！在论文即将完成之际，再次感谢每一个给予我支持和鼓励的人，请接受我最诚挚的谢意！摘要摘要近年来，随着

4、常规能源储量减少和环境污染的加重，寻找一种新型的可再生清洁能源成为各国的首要任务。风能作为新生清洁能源的主力之，由于发电成本相对较低，无污染等优点，其开发利用逐渐受到世界各国研究者的关注。直驱永磁风力发电是风力发电系统中最有发展前景的方式之一，全功率变流器是直驱风电系统并网的关键器件，其控制在风力发电系统中尤为重要。随着机组容量的增大，对控制的精确性以及稳定性有了更高的要求。本文将以永磁直驱风力发电系统中双变流器作为研究对象，重点对变流系统控制策略进行研究，主要工作如下：文中分析了风力发电发展现状，重点阐述直驱发电变流系统拓扑结构以及控制技术的发展。文中通过研究风力发电系

5、统运行机理，建立风速、发电机、永磁同步发电机、全功率变流器的数学模型，并对机侧和网侧变流器控制策略进行分析，为后续整机仿真模型的建立奠定理论基础。在环境下搭建整机仿真模型。机侧变流器控制采用基于发电机转子磁场定向的矢量控制方法，实现额定风速以下最大风能的捕获，提高发电系统的效率；网侧釆用基于电网电压定向的矢量控制策略，在风速和外界环境发生变化时，保证直流侧电容电压的稳定和实现有、无功功率的解耦控制。由于风速变化的随机性和不确定性，且直驱风力发电系统为非线性强耦合系统，若采用常规控制，很难实现不同风速下较好的控制效果，为获得良好的动态性能，机侧电流环采用常规控制器，速度环采

6、用模糊自整定控制器；网侧同样采用双闭环控制策略，电流内环采用常规控制器，电压外环则采用模糊自整定控制器。仿真结果表明其控制效果优于传统的控制器。传统控制与智能控制理论中的模糊控制相结合，解决了参数不能很好的适应工况变化的问题，但由于模糊控制器的设计没有系统的指导方法，且控制效果对模糊参数的变化比较敏感。因此文中采用粒子群优化算法（进行模糊控制器参数优化。仿真结果表明了粒子群优化算法在优化模糊控制器参数时的有效性。关键词：风力发电；永磁发电机；变流器；智能控制分类号：ABSTRACTABSTRACTInrecentyears,alongwiththedecreasingof

7、conventionalreservesandmoreseriousofenvironmentpollution,ithasbecometheprimarymissionforallcountriestofindanewkindofrenewableandcleanenergy.Amongmanydifferentkindsofnewenergy,thewindenergyattractsmanyresearchers'attentionaroundtheworldwithsomekeycompetitiveadvantage