基于永磁同步發(fā)電機(jī)的直驅(qū)式風(fēng)電系統(tǒng)建模與仿真.pdf

1、風(fēng)能作為一種清潔的可再生能源，不僅可以緩解能源危機(jī)，而且有利于環(huán)保，可帶來(lái)直接的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，因此近年來(lái)受到各界廣泛關(guān)注，風(fēng)電產(chǎn)業(yè)也發(fā)展迅猛。目前獲得廣泛應(yīng)用的并網(wǎng)型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)多采用異步發(fā)電機(jī)，但是效率不高，并且由于必須采用升速齒輪箱，系統(tǒng)的可靠性不高。而采用永磁同步發(fā)電機(jī)的直驅(qū)式風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，因其具有效率高、制造方便、控制效果好等優(yōu)點(diǎn)，逐漸成為人們研究的焦點(diǎn)。
　　 本文主要針對(duì)永磁直驅(qū)風(fēng)電系統(tǒng)系統(tǒng)進(jìn)行建模和仿真研究。

2、風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)包括兩個(gè)能量轉(zhuǎn)換過(guò)程，即風(fēng)力機(jī)將風(fēng)能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能和發(fā)電機(jī)將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能。本文通過(guò)研究風(fēng)力機(jī)和永磁同步發(fā)電機(jī)各自的特性和運(yùn)行機(jī)理，建立了永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型。具體包括風(fēng)速數(shù)學(xué)模型、風(fēng)力機(jī)數(shù)學(xué)模型、永磁同步發(fā)電機(jī)數(shù)學(xué)模型和電能轉(zhuǎn)換模塊數(shù)學(xué)模型，并在Matlab/Simulink環(huán)境下搭建了整個(gè)仿真系統(tǒng)的模型。文章提出了基于發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)定向的機(jī)側(cè)變流器矢量控制方法，實(shí)現(xiàn)了最大風(fēng)能捕獲，提高了發(fā)電機(jī)的效率。同時(shí)本文對(duì)

3、永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電控制系統(tǒng)的無(wú)位置傳感器算法進(jìn)行了深入研究，解決了由于安裝位置傳感器所帶來(lái)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量增加，系統(tǒng)易受外界干擾，可靠性降低等問(wèn)題。對(duì)于網(wǎng)側(cè)逆變器的控制，采取了直流電壓環(huán)和無(wú)功電流內(nèi)環(huán)的雙閉環(huán)控制策略，實(shí)現(xiàn)了將直流電逆變?yōu)榕c電網(wǎng)同頻率、同幅值的交流電，維持直流側(cè)電壓恒定，并能根據(jù)電網(wǎng)需求實(shí)現(xiàn)與電網(wǎng)間的無(wú)功交換的控制目標(biāo)。
　　 建模與仿真是研究分析機(jī)電系統(tǒng)性能的有效方法和重要手段。Matlab/Simulink仿真工具雖