永磁直驅風力發(fā)電機組模擬系統(tǒng)的研究.pdf

1、當前社會，環(huán)境污染和能源短缺兩大問題越來越受到關注。太陽能、風能、水能等技術的發(fā)展成為世界各國關注的焦點。作為一種潔凈的、可持續(xù)利用的再生能源，風能的開發(fā)潛能巨大，有利于緩解當前的能源短缺局勢。
　　直驅式永磁同步風電系統(tǒng)，省去齒輪箱，風力機與發(fā)電機直接相連接，使機組的性能大大改善，系統(tǒng)效率也提到了提高。發(fā)電機與電網(wǎng)通過變流器隔離，有利于提高機組的低電壓穿越性能。
　　本文以直驅式永磁同步風力發(fā)電機組模擬系統(tǒng)為研究對象，從仿

2、真到實驗、從理論到實踐進行了較為全面的深入研究。
　　論文首先對風力機的空氣動力學原理進行了介紹，描述了風力機通過風的作用拖動發(fā)電機的過程，詳細介紹了本文所采用的最大風能跟蹤原理，并以此為基礎建立了風力機的仿真模型。
　　其次，基于直驅型永磁同步風力發(fā)電系統(tǒng)的工作理論，設計了背靠背雙PWM變流器的控制策略，并設計了一種三相電壓軟件鎖相環(huán)，通過Matlab/Simulink仿真驗證了風能最大功率追蹤控制和雙PWM變流器控制策略

3、的正確性和有效性。
　　再次，針對電網(wǎng)三相電壓對稱跌落的工況，分析了直驅型永磁風電系統(tǒng)應用比較廣泛的幾種低電壓穿越保護方案，對比分析后采用了直流側帶有卸荷電路的低電壓穿越保護方案，分析了卸荷電阻參數(shù)的選取原則及卸荷電阻的投切策略，并在Matlab/Simulink里搭建了仿真模型，仿真結果驗證了該方案的簡單有效性。
　　最后本文設計了功能完整、上位機界面友好的7.5kW永磁直驅風力發(fā)電模擬系統(tǒng)平臺。為了解決在實驗室環(huán)境中如何

4、模擬風電現(xiàn)場的原動機問題，本文使用異步電動機配合具有直接轉矩控制算法的變頻器米模擬風力機的方法;詳盡地介紹了永磁發(fā)電機機側變流器的轉子磁鏈定向控制和網(wǎng)側變流器的電網(wǎng)電壓定向控制系統(tǒng)的實現(xiàn)。采取了在直流母線側增加卸荷電路以在網(wǎng)側電壓跌落故障時消耗掉直流側堆積的能量，來提高直驅型風電模擬系統(tǒng)的故障穿越性能。設計了基于LabView的上位機監(jiān)控系統(tǒng)，易于模擬系統(tǒng)各部分的操作控制與運行結果展示。進行了較為充分的實驗研究，給出了可信的實驗結果，實