永磁直驱风力发电模拟平台的设计与研究.pdf

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1、毕大强，等计新儆持电棚2014年第42卷第8期⋯⋯c，乒≯z2；j⋯一一⋯⋯⋯一⋯⋯-⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一一⋯永磁直驱风力发电模拟平台的设计与研究毕大强，宋修璞，葛宝明，李秋生(1．清华大学，北京100084；2．北京交通大学，北京100044；3．台达能源杭州设计中心，杭州310051)摘要：设计了一种功能完整、上位机界面友好的7．5kW永磁直驱风力发电模拟系统平台。通过控制双PWM变流器，实现系统的最大功率跟踪、稳定直流母线电压，并可控制流向电网的无功功率。采取了变流器直流侧增加卸荷电阻以在故障时消耗掉直流侧多余的能量，来增强

2、直驱型风电模拟系统的故障穿越能力。设计了基于LabView的上位机监控系统，易于模拟系统各部分的操作控制与运行结果展示。实验结果表明，该平台实现简单、控制精确，可方便用于实验室条件下风力发电技术的研究。关键词：直驱风力发电；双PWM；低电压穿越；LabVIEW中图分类号：TM315文献标志码：A文章编号：1004-7018(2014)08-0016-04DesignoftheSimulationPlatformforDirect—-DrivenWindPowerGenerationSystemBIDa—qiang，SONGXiu-pu’，GEBao—ruing，L

3、IQiu—sheng(1．TsinghanUniversity，Beijing100084，China；2．BeijingJiaotongUniversity，Beijing100044，China3．DeltaHangzhouDesignCenter，Hangzhou310051，China)Abstract：Asimulationplatformfordirect-drivenwindpowergenerationsystemwithcompletefunctionandfriendlycustomerinterfacewasdesigned．Bycontro

4、llingthedoublePWMconverter，thepurposeoftrackingtheMPPTpoint，stabi—lizingthevoltageofDCbusandadjustingthepowerfactorcanbeachieved．ByaddingthedampingresisteratDCbus，thecapabilityoffaultridethroughwasimproved．AcomputermonitorsystembasedonLabVIEWwasdesigned，whichhasfriendlyinterfaceandeas

5、ytooperatethesimulationplatform．Thetestresultsshowthattheplatformcanrealizecontrolfunctionsandbeeasilyusedtostudythetechnologyofwindpowerinthelaboratorycondition．Keywords：direct-drivenwindpowergeneration；doublePWMconve~er；lowvoltageridethrough(LVRT)；LabVIEW计算方法，但没有对电机控制方法具体研究。文献0引言[2—

6、4]都没有进一步在风力机模拟平台的基础上去近年来，风力发电受到了世界各国家的普遍关验证变流器的算法。文献[5]构建了硬件平台和控注，其相关技术也得到了广泛研究，各种新型的风力制软件在内的风力发电模拟平台，但仅验证了正常发电机、最大功率点跟踪策略、功率变换器拓扑，及状态下的变流器算法。先进控制算法等都得到了越来越多的应用。然而风本平台采用一台变频调速三相异步电动机带动是一种自然现象，具有间歇性和不确定性，受现场恶一台三相永磁同步发电机运行，可以方便地通过计劣条件的限制，若在实际风场进行实验研究，不利于算机控制变频器实现三相异步电动机的转速调节模验证新型理论和技术¨J

7、。为了加强对风力发电技拟风机出力；在此基础上，设计软硬件结构，验证了术的研究，不仅有必要在实验室中模拟风力机的实双PWM变流器的控制算法，并通过直流侧增加卸荷际工作特性，而且必须建立能验证变流器控制算法电阻来提高系统的低电压穿越能力；设计了基于Lab．的平台，从而有利于风力发电系统研究的新理论、新VIEW的上位机监控系统，此风电模拟设备可为教学技术得到验证。演示以及算法创新验证提供一个比较完善的平台。目前主要采用基于直流电机的风力机模拟系1永磁同步发电机的数学模型及控制方法统』。但由于受直流电机换向器和电刷的限制，其适合构建小功率风电实验平台。随着系统单机容根据建

8、立永磁同步