直驅(qū)永磁同步風(fēng)力發(fā)電機(jī)三電平變流器直接轉(zhuǎn)矩控制研究.pdf

1、風(fēng)能作為一種可再生能源，是一種取之不盡用之不竭的綠色環(huán)保型能源，它的開(kāi)發(fā)利用對(duì)于減少礦物資源的消耗和減小環(huán)境污染有著十分重要的意義。直驅(qū)永磁同步風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)采用永磁同步發(fā)電機(jī)與風(fēng)力機(jī)直接相連，減少了齒輪箱等變速環(huán)節(jié)，提高了系統(tǒng)的可靠性并降低了噪聲，具有低速性能好、發(fā)電效率高等優(yōu)點(diǎn)，從而得到了廣泛的應(yīng)用。
　　為了充分利用風(fēng)能，在額定風(fēng)速以下，風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)通常根據(jù)風(fēng)速的變化實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)風(fēng)力機(jī)的轉(zhuǎn)速，獲得最佳葉尖速比，實(shí)現(xiàn)最大風(fēng)能跟蹤。矢

2、量控制作為交流電機(jī)的一種有效控制策略，具有動(dòng)態(tài)性能好等優(yōu)點(diǎn)，但是其對(duì)電機(jī)參數(shù)依賴性較大，并且需要進(jìn)行一系列的坐標(biāo)變換，算法復(fù)雜。而直接轉(zhuǎn)矩控制策略具有算法簡(jiǎn)單、對(duì)電機(jī)參數(shù)依賴性小、動(dòng)態(tài)響應(yīng)快等優(yōu)點(diǎn)。為此本文圍繞永磁同步風(fēng)力發(fā)電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制開(kāi)展研究。
　　首先，建立了直驅(qū)永磁同步風(fēng)力發(fā)電機(jī)的數(shù)學(xué)模型，并對(duì)永磁同步風(fēng)力發(fā)電機(jī)工作原理及直接轉(zhuǎn)矩控制策略進(jìn)行了分析研究。由于直接轉(zhuǎn)矩控制存在轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)較大的問(wèn)題，本文提出了基于轉(zhuǎn)矩和磁鏈預(yù)測(cè)

3、的直驅(qū)永磁同步風(fēng)力發(fā)電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制策略，通過(guò)對(duì)下一時(shí)刻的轉(zhuǎn)矩和磁鏈預(yù)測(cè)，計(jì)算出需要補(bǔ)償?shù)碾妷菏噶?。仿真結(jié)果表明該控制策略能夠?qū)崿F(xiàn)最大風(fēng)能跟蹤，并且轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)大大降低。
　　其次，分析了三電平變流器中點(diǎn)電壓不平衡所產(chǎn)生的原因及其危害，討論了各種開(kāi)關(guān)矢量對(duì)中點(diǎn)電位的影響。在此基礎(chǔ)上，提出了基于小矢量作用時(shí)間調(diào)整的中點(diǎn)電位平衡控制策略，有效地抑制了小矢量所產(chǎn)生的中點(diǎn)電位波動(dòng)，但此控制策略無(wú)法抑制中矢量引起的中點(diǎn)電位波動(dòng)。為此，提出了基于