永磁同步风力发电机直接转矩控制方法的研究

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1、上海交通大学硕士学位论文ABSTRACT永磁同步风力发电机直接转矩控制方法的研究摘要作为一种绿色可再生能源风力发电已成为新兴的发电方式在大功率特别是MW级风力发电系统中永磁同步风力发电系统相对传统的双馈电机风电系统无须励磁且省去传动齿轮箱从而具有低速性能好维护控制简单发电效率高系统可靠性好等优势直接转矩控制技术是一种电机调速控制方法它采用空间矢量的分析方法以定子坐标系为参考坐标系直接计算和控制交流电机的转矩它通过定子磁场定向对转矩和磁链进行离散的两点式调节Band-Band控制在此基础上直接对逆变器的开关状态进行最佳控制以获得转矩的

2、高动态性能本文将其应用于永磁同步风力发电系统中以解决功率输出不稳定电流波形脉动较大等问题本文分别对风力机永磁同步发电机及直接转矩控制系统进行了数学分析并建立准确的数学模型在详细分析了永磁同步风力发电系统直接转矩控制的机理后通过MATLAB/Simulink仿真工具搭建上述系统的仿真模型实现了无速度传感器的直接转矩控制并给出仿真结果通过对仿真结果的分析可以从理论上验证直接转矩控制策略在永磁同步风力发电系统中的可行性和独特优势关键词:风力发电永磁同步发电机直接转矩控制MATLAB/Simulink上海交通大学硕士学位论文ABSTRACT

3、STUDYOFDIRECTTORQUECONTROLOFPERMANENTMAGNETSYNCHRONOUSGENERATORFORWINDPOWERABSTRACTAsakindofgreenandrenewableenergy,thewindpowergenerationhasplayedamoreandmoreimportantroleinthefieldofelectricpower.EspeciallyforthehighpowerusedintheMega-wattwindturbinegenerationsystem,

4、thePermanentMagnetSynchronousGenerator(PMSG)hasmanyadvantages,suchasexcellentlow-speedperformance,highgenerationefficiency,simplemaintenanceandcontrol,morereliabilityandneedn’texcitationandgearboxcomparingwithtraditionaldoubly-fedwindpowergeneration.TheDirectTorqueCont

5、rol(DTC)basedonspacevoltagevectorisahigh-efficientcontrolmethod,inwhichmachine'storquecanbedirectlycalculatedandBand-Bandcontrolledinthestatorcoordinatereferenceframe.Accordingtothestatormagneticfieldoriented,high-dynamicperformanceofthetorqueisachievedbydesigningtheop

6、timumsequenceofinverterswitchingstate.Inthispaper,thestrategyofDTCisappliedinthePMSGwindpowergenerationsystemandsomeproblemsexistinginthetraditionalcontrolmethods,suchastheunstableoutputpowerandhighrippleofthecurrentwave,aresolved.Widelyreadingandcomprehensivelyunderst

7、andingofthepresentsituationanddevelopmenttendencyofwindpowergenerationsystem,thispaperfocusesonDTCcontrolstrategiesappliedonPMSG.Firsttheaccuratemathematicalmodelofthewindturbineisestablished.AftertheanalysisofPMSGwindpowergenerationsystemandapplyingDTCcontroltechnolog

8、y,thenon-speedsensordirecttorquecontrolsystemisrealizedinMATLAB/Simulink.Theproposedmethodisfeasible,confirmedbysimul