直驱永磁同步风力发电机单位功率因数

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1、万方数据第14卷第6期2010年6月电机与控制学报ELECTRICMACHINESANDCONTROLV01．14No．6June2010直驱永磁同步风力发电机单位功率因数控制姚骏，廖勇，李辉，刘刃(重庆大学输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室，重庆400044)摘要：针对采用传统矢量控制的直驱永磁同步风力发电机存在电机运行功率因数降低的问题，提出一种适用于采用双脉宽调制变换器并网的永磁同步发电机单位功率因数运行控制策略。所提方案在实现永磁直驱风电系统最大风能捕获控制的基础上，通过控制电机侧变换器使电机d轴控制电压为零来实现永磁同步发电机的单位功率因数运行

2、控制。系统仿真和实验结果表明：采用所提运行控制策略可有效实现永磁同步发电机的单位功率因数运行，有助于减小电机侧变换器的运行容量，同时该发电系统可实现最大风能跟踪控制、并网有功和无功功率独立控制以及变速恒频发电运行。关键词：风力发电；直驱；永磁同步发电机；单位功率因数；双脉宽调制变换器中图分类号：TM614；TM301．2文献标志码：A文章编号：1007—449X(2010)06-0013一08Unitypowerfactorcontrolofadirect-drivenpermanentmagnetsynchronouswind·powergeneratorYA

3、OJun，LIAOYong，LIHui，LIURen(StateKeyLaboratoryofPowerTransmissionEquipmem＆SystemSecurityandNewTechnology，ChongqingUniversity，Chongqing400044，China)Abstract：Thepowerfactorofadirect-drivenpermanentmagnetsynchronouswind—powergeneratorisre-ducedwiththetraditionalvectorcontrolstrategy．Auni

4、typowerfactoroperationcontrolstrategyforthepermanentmagnetsynchronousgenerator(PMSG)withaback—to—backpulse-widthmodulation(PWM)eonverterwasproposed．Basedonthemaximumwind—energycapturecontrolofthePMSG，theunitypow—erfactoroperationofPMSGwasrealizedbycontrollingthed—axiscontrolvoltageto

5、zerointhegenerator-sideconverter．Thecorrectnessoftheproposedcontrolstrategywasvalidatedbythesystemsimulationandexperimentresults，andtheoperationcapacityofthegenerator-sideconvertercanbeeffectivelyre-duced．Furthermore，themaximumwind—energytrackingcontrol，independentcontrolofactiveandr

6、eac—tirepowertransmittedtopower酣daswellasthevariablespeedconstantfrequency(VSCF)powergen-erationcanalsobeimplemented．Keywords：wind—powergeneration；direct—driven；permanentmagnetsynchronousgenerators(PMSG)；unitypowerfactor；back·to·backpulse·widthmodulationconverter收稿日期：2009一11一ll基金项目：重

7、庆市科委科技计划攻关项目(CsTC2008AB3047)作者简介：婉骏(1979一)。男，博士，副教授，研究方向为新型电机及其控制；廖勇(1964一)，男，博士，教授，博士生导师，研究方向为电机运行与控制；李辉(1983一)，男，博士研究生，研究方向为新型电机及其控制；刘刃(1979一)，男，博士，讲师，研究方向为新型电机及其控制。万方数据14电机与控制学报第14卷0引言永磁直驱风力发电系统采用风轮机与永磁同步发电机直接相连的方式，利用全容量变频器实现并网发电，由于其省去了电刷、滑环和齿轮箱，因此系统结构得以简化，提高了发电效率和运行可靠性，在今后的大型变速恒频

8、风力发电系统中将有广阔的