基于背靠背CSC直驱风力发电系统PMSG的无传感器控制研究.pdf

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1、基于背靠背CSC直驱风力发电系统PMSG的无传感器控制研究ResearchonSensorlessControlofPMSGfortheDirect-driveWindPowerGenerationSystemBasedonBack-to．．BackCSC2011年3月答辩委员会签名：(工作单位、职称)主席：委员：弋法以焖竹嘞吁梆斫秒友铷影≥舷／r^问食一杪六墨导师：许差弩伶肥彬长营秀授独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标志和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得

2、金壁王些太堂或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。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。学位论文作者签字：私侵丁签字日期：泖年勿月≯7日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解金胆王些太堂有关保留、使用学位论文的规定，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，允许论文被查阅或借阅。本人授权金目墨王些太兰L可以将学位论文的全部或部分论文内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。(保密的学位论文在解密后适用本授权书)⋯⋯名粥彳殳叮签字日期：沙『年堋争7日学位论文作者毕业后去向：工

3、作单位：通讯地址：导师签名-薪姜署签字日期：弦f1年驴月叩日电话：邮编：基于背靠背CSC直驱风力发电系统PMSG的无传感器控制研究摘要目前，针对采用电压型变换器控制的风力发电系统中位置传感器容易受到干扰，并且增加了成本和维修费用等问题，国内外许多学者对无位置传感器算法在风力发电系统中的应用进行了大量的研究。而基于背靠背电流型变换器(CSC)直驱风力发电系统的永磁同步发电机(PMSG)的无位置传感器控制，国内外目前还鲜见相关文献。本文基于背靠背式电流型变流控制的直驱永磁同步风力发系统，重点研究了基于面向转子磁场定向的PMSG的无位置传感器矢量控制技术。文中基于对PMSG的模型

4、分析，分别对模型参考自适应法、滑模观测器法和锁相环估算法三种PMSG无位置传感器速度估算法进行了深入的分析比较研究和仿真验证。结果表明，由于滑模观测器法算法存在的抖震问题，因而不宣应用于风力发电系统。基于上述研究，本文提出了适用于基于背靠背CSC直驱风力发电系统PMSG的无位置传感器速度控制算法。该控制算法采用了锁相环估算法和模型参考自适应法分别进行转子位置和转速估算，并与电流型整流器模型和电流型SVPWM调制方法集成，利用估算的转子位置和转速实现电流型直驱风力发电系统的PMSG面向转子磁链定向矢量控制(I讧OC)。本文应用MATLAB／SIMULINK对所提出的控制算法进

5、行了仿真验证。仿真结果表明，基于锁相环的PMSGRFOC方法比基于模型参考自适应的PMSGRFOC方法具有更好的稳态及动态性能。为了后续验证所提出的控制方法，本文设计了一个10kW基于CSC的永磁直驱风力发电系统实验平台。所涉及的工作包括背靠背电流型主电路器件的选型、输入与输出滤波器以及直流电抗的设计和基于DSP2812+FPGA的控制电路设计。部分实验结果表明：应用DSP2812+FPGA进行SVPWM调制的可行性，以及控制算法的正确性。关键字：电流型直驱风力发电系统；无位置传感器估算法；空间矢量脉宽调制；转子磁链定向矢量控制thesedonCurrently,inwin

6、dpowergenerationsystemsusingvoltagesourceconverters，therotorpositionsensorissusceptibletodisturbanceandincreasescostandmaintenanceburden．Forissue，alargenumberofstudiesforrotorpositionsensorlessestimationalgorithmsaremadebymanydomesticandforeignscholars．Butsensorlesscontrolalgorithmsforperm

7、anentmagnetsynchronousgenerator(PMSG)indirect—drivewindpowergenerationsystemusingback-to-backcurrentsourceconverters(csc)isstillrareinliteratureathomeandabroad．Inthispaper，basedondirectdrivePMSGwindsystemusingback-to—backCSC，aspeedsensorlessvectorcontrolscheme