永磁直驱风力发电系统变流器控制策略研究

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1、ELECTRICDRIVE2014Vo1．44No．1电气传动2014年第44卷第1期永磁直驱风力发电系统变流器控制策略研究邓庆伟，刘稳，杜清潭，房康宁(中国矿业大学信息与电气工程学院，江苏徐州221116)摘要：针对变速恒频风力发电技术(VSCF)，对风力机的数学模型进行了分析，通过最佳叶尖速比实现了对风力机的最大风能跟踪(MP)。在研究了永磁同步发电机(PMsG)和变流器的数学模型的基础上提出了对机侧变流器和网侧变换器分开控制的策略，控制机侧变流器来调节发电机的转速，控制网侧变流器向电网输送

2、稳定、恒频的电能。并在Matlab／Simulink平台下搭建了相应的仿真模型，仿真结果表明控制策略可行。关键词：永磁同步发电机；双PWM变流器；矢量控制；最大功率跟踪中图分类号：TM614文献标识码：AResearchonControlStrategiesinPermanent-magnetDirect·d~venWindPowerConversionSystemDENGQing—wei，LIUWen，DUQing—tan，FANGKang·ning(SchoolofInformationan

3、dElectricalEngineering，ChinaUniversityofMiningandTechnology，Xuzhou221116，Jiangsu，China)Abstract：ThemathematicmodelofthewindturbinebasedonthestudyofVSCFwasanalysed，andenabledthewindpowersystemtorunatthemaximumeficiencybyusingadoptedMPPTmethod-optimumt

4、ipspeedratio．BasedonthemathematicmodelofthePMSGandtheconve~er，thegeneratorconverterandthegridconverterindependentlywascontrolled．Thespeedofthegeneratorwascontrolledbytheconverterofthegenerator，andcontrollingtheconverterofthedcanproduceconstantvoltage

5、andconstantfrequencywhichdeliverstothepowergrid．ThenthesimulationwascompletedintheMatlab／Simulink，andresultsshowthatthetheoreticalanalysisaboveiscorrect．Keywords：permanentmagnetsynchronousgenerator(PMSG)；double-PWMconverters；vectorcontrol；maximumpowe

6、rpointtracking(MPPT)器的控制思想。建立了永磁同步电机的数学模1引言型，并引入电流矢量控制技术中的f=0的控制方风能因其储量丰富，分布广泛，可以有效减式。通过转速外环和电流内环的双闭环控制策少环境污染，提高能源安全性，促进低碳产业的略实现了系统的最大风能捕获。仿真结果验证了经济增长，是我国可以进行战略开发的可再生能本文采用的控制策略的正确性，整个系统具有良源。在风力发电技术的发展过程中，变速恒频风好的动静态性能，能够在不同风速下稳定运行。力发电正逐步取代恒速恒频风力发电成为研究

7、2网侧变流器控制策略研究的热点，该发电技术具有风能转换率高、实用性强的优点。而随着永磁同步发电机研制的重大永磁直驱式风力发电系统的双PWM型变流突破，其结构简单、体积小、重量轻、损耗小、可靠器拓扑结构采用2个用全控型功率开关器件IG．性高的特性在风力发电领域得到充分发挥，进而BT构成的三相全桥式变流器，分别称为机侧变流推动了永磁直驱式风力发电技术。其中，双PWM器和网侧变流器。网侧变流器通过整流为机侧变流器拓扑结构已经成为永磁直驱式风力发电变流器提供了稳定的直流电压，并负责实现单位系统的主流电路

8、拓扑结构。本文介绍了永磁直功率因数的并网控制；机侧变流器利用直流环节驱式风力发电系统变流器的工作原理，建立了其电压作为直流电源逆变出控制永磁电机所需要数学模型，进而推导出了单位功率因数并网变流的电流，保证风力机在最佳叶尖速比状态下运行。作者简介：邓庆伟(1988一)，男，硕士研究生，Email：dengqw@cumt．edu．cn31电气传动2014年第44卷第1期邓庆伟，等：永磁直驱风力发电系统变流器控制策略研究2．1三相电压型整流器的数学模型零，应保证q轴电流为零；而d轴电流直接决定了三相V