小型开关磁阻风电系统优化仿真研究

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1、第29卷第2期计算机仿真2012年2月文章编号：1006—9348(2012)02—0336—05小型开关磁阻风电系统优化仿真研究李卫平1，彭寒梅2，易灵芝2(1．惠州学院电子科学系，广东惠州516001；2．湘潭大学信息工程学院，湖南湘潭411105)摘要：研究风力发电系统优化问题，传统小型风力发电存在发电率低，稳定性差的缺陷。为解决上述问题，提出开关磁阻风力发电系统，开关磁阻发电机发出的直流电不经蓄电池，可直接由增加的两级式逆变器逆变成交流电，以减轻蓄电池的负担，优化发电系统。为简化逆变器的控制，开关磁阻发电机采用电压

2、反馈控制以稳定输出电压，采用开关磁阻发电机非线性数学模型，给出其总体控制框图，分析两级式逆变器主电路拓扑结构及选取重要元件参数，建立由开关磁阻发电机和两级式逆变器组成的子系统模型，仿真结果表明，子系统静动态性能好，得到的交流电质量较好，并验证了方法的可行性，为优化风力发电提供了科学依据。关键词：小型风力发电；开关磁阻发电机；两级式逆变器；电压反馈控制中图分类号：TP391．9文献标识码：ASimulationStudyonSmallSwitchedReluctanceWind—PowerGenerationSystemLI

3、Wei—pin91，PENGHan—mel～，YILing—zhi2(1．HuizhouinstituteElectronicsciencedepartment，HuizhouGuangdong516001，China；2．XiangtanuniversityInformationengineeringinstitute，XiangtanHunan411105，China)ABSTRACT：Aimingattheproblemoftraditionalsmallwind—powergenerationsystem，thep

4、aperproposedswitchedreluctancewind—powergenerationsystem．DCoutputvoltageofswitchedreluctancegeneratorwasdirectlyinvertedintoACbytwo—stageinverter，whichcouldreducetheburdenofthebatteryandoptimizethegenerationsystem．Inordertosimplifythecontroloftheinverter，thevoltag

5、efeedbackcontrolwascarriedouttostabilizetheDCoutputvoltageofswitchedreluctancegenerator．Thenonlinearmathematicsmodelandtheoverallcontrolofswitchedreluctancegeneratorwerepresented．Themaincircuittopologyoftwo—stageinverterandtheparametersofimportantdeviceswerepresen

6、ted．Thesimulationmodelofsubsystemmadeofswitchedreluctancegeneratorandtwo—stageinverterwasestablished．Simulationresultsshowthatstaticanddynamicperformancesofthesubsystemarebetter，andthequalityofACoutputis900d．Itdemonstratesthefeasibilityandeasycontrollabilityofthem

7、ethod．KEYWORDS：Smallwind—powergenerationsystem；Switchedreluctancegenerator；Two—stageinverter；Voltagefeedbackcontrol1引言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，有很多研究涉及利用自然能源发电，有效应付这些问题。小型风力发电系统是其中一个有用的发电系统‘“。基金项目：国家自然科学基金(50977080)；湖南省自然科学基金项目(08JJ6029)收稿日期：2011—04—13修回日期：

8、2011—05—17．--——336—--——开关磁阻发电机转子上没有线圈和永磁机构，具有结构简单可靠、易于维护、不存在铜耗，可控参数多，可灵活地控制输出直流电压等显著优点，已经在航空电源系统，混合动力汽车起动／发电机等领域得到应用旧“1。此外，开关磁阻发电机转子惯量小，较低转速运行时有较大的输出功率；