TSMC直驅(qū)風力發(fā)電系統(tǒng)預(yù)測直接功率控制.pdf

1、直驅(qū)永磁同步風力發(fā)電系統(tǒng)由于在風力機和同步發(fā)電機之間采用無齒輪箱結(jié)構(gòu)，其維護費用低，運行效率高，正逐步成為風電機組里的主流機型?；趥鹘y(tǒng)的雙PWM變換器直驅(qū)風電系統(tǒng)的控制策略復(fù)雜，需要對機側(cè)和網(wǎng)側(cè)進行閉環(huán)控制，并增加了直流元件保護設(shè)備，不利于系統(tǒng)散熱且增加了系統(tǒng)成本，使得風電系統(tǒng)復(fù)雜化。雙級矩陣變換器（Two stage matrix converter,簡稱TSMC）具有優(yōu)良的輸入輸出性能，相比于傳統(tǒng)功率變換器結(jié)構(gòu)，無需中間直流儲能元

2、件，結(jié)構(gòu)緊湊，在風電系統(tǒng)中具有較大的應(yīng)用價值。本文以基于TSMC的直驅(qū)永磁同步風電系統(tǒng)為研究對象，將預(yù)測直接功率控制策略（Predictive direct power control,簡稱P-DPC）應(yīng)用于該系統(tǒng)，以有效提高系統(tǒng)的動靜態(tài)性能。
　　本文首先介紹了TSMC的拓撲和特點，分析了空間矢量調(diào)制策略下的TSMC工作原理。其次，介紹了TSMC應(yīng)用于直驅(qū)風電系統(tǒng)的研究意義和現(xiàn)狀，對該系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和工作原理進行了分析和研究。針對永

3、磁同步發(fā)電機建立了相關(guān)數(shù)學模型。分析了TSMC直驅(qū)風電系統(tǒng)集成控制策略，通過TSMC直驅(qū)風電系統(tǒng)逆變級控制實現(xiàn)了風電系統(tǒng)的并網(wǎng)控制、變速恒頻控制等功能。通過Matlab/Simulink仿真平臺對該控制策略進行了驗證。最后，提出了TSMC直驅(qū)風電系統(tǒng)的P-DPC策略，建立了TSMC逆變級P-DPC數(shù)學模型。與基于PI算法的控制策略相比，該控制策略能夠使風電系統(tǒng)輸出有功功率和無功功率的解耦性能更好，并能夠有效提高系統(tǒng)的動靜態(tài)性能。通過 M