半直驱永磁同步风力发电系统建模与电流解耦控制研究

《半直驱永磁同步风力发电系统建模与电流解耦控制研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、第40卷第10期电力系统保护与控制v01．40No．102012年5月16日PowerSystemProtectionandControlMay16，2012半直驱永磁同步风力发电系统建模与电流解耦控制研究韩金刚，陈昆明，汤天浩(上海海事大学电力传动与控制研究所，上海200135)摘要：提出一种永磁同步半直驱型风力发电系统，采用双P1ⅣM变流器，实现能量双向流动和高功率密度电能变换。基于该系统，提出一种HDCWPS变流的整流并网控制策略：通过对机侧变流器的控制，实现风能的最大功率跟踪；通过对网侧变流器的控制，实现对直流母线电压和并网功率因数的控制。采用Matlab／Simu

2、link搭建其仿真模型，通过仿真试验证明了该控制策略的正确性。关键词：风力发电系统；永磁同步发电机；双PWM变流器；矢量控制；电流解耦控制Aresearchonmodelingofhalf-directcouplingwindpowersystemanddecouplingcurrentcontrolHANJin-gang，CHENKun—ming，TANGTian—hao(TheInstituteofElectricDrives&ControlSystems，ShanghaiMaritimeUniversity,Shanghai200135，China)Abstract：

3、Thispaperpresentsflhalf-directcouplingwindpowersystem(HDCWPS)forawindenergysystem．AdoublePWMconverterisusedtoimplementdoubledirectionenergyflowandhighdensitypowerconversion．AcontrolstrategyisalsopresentedfortheHDCWPScontrolling：atwindturbinesideamaximumpowerpointcapturing(MPPC)controlmetho

4、disusedforactivepowercontrol；andatthegridsideacurrentdecouplingcontrolmethodisproposedtocontrolDCbusvoltageandreactivepower．Finally，asimulationsystemisbuiltbyemployingMatlab／Simulink，andthesimulationresultsdemonstratethecorectnessoftheproposedcontrolstrategy．ThisworkissupportedbyNationalNa

5、turalScienceFoundationofChina(No．51007056)．Keywords：windpowergenerationsystem；PMGM；doublePWMconverter；vectorcontrol；currentdecouplingcontrol中图分类号：TM315文献标识码：A文章编号：1674-3415(2012)10—0110—06在系统变流方面，可采用传统的交．直一交变流0引言电路；二极管不控整流器，加Boost直流变换器，目前，变速恒频双馈风力发电系统技术成熟，以及PWM逆变器等方案。前者因变流器控制频率并有可靠的产品问世。但需

6、采用高增速比齿轮箱和的限制，多用于双馈风力发电系统；后者虽结构简高速双馈发电机，造成生产硕大的增速齿轮箱成本单，且便于控制，适用于直驱式永磁同步风力发电高，易疲劳损坏，需要润滑和冷却系统，占据空间系统[13-15J，但只能实现单向功率传递。较大等问题。采用直驱式永磁同步发电机的风力发本文着重研究一种半直驱永磁同步风力发电系电系统省去了齿轮箱结构，已成为目前的研究热统(HDCS)，采用双PWM变流器，建立了系点【lJ。但是，由于直驱式永磁同步发电机需要在低统的数学模型，提出了一种在发电机侧变流器控制速运行，其磁级数增加，体积也庞大L8引。特别是，有功功率，以实现最大功率跟踪(

7、MPPC)；而在网随着风力发电机的功率不断增大，如何减少发电机侧变流器调节无功功率的新的控制策略。并在体积和重量，便于系统安装和维护是值得研究的重Matlab／Simulink搭建系统的仿真模型，通过仿真试要课题之一[10_12]。验证明了该控制策略的正确性。1系统结构与控制策略基金项目：国家自然科学基金(51007056)；上海市教委科研创新项重点项目(09ZZ162)；上海市教委重点学科建设项目一种半直驱永磁同步风力发电系统的结构如图(J50602)l所示，其中风力发电系统采用半直驱永磁同步风韩金刚，等半直驱永