【摘要】：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,獲得最隹葉尖速比,實(shí)現(xiàn)最大風(fēng)能跟蹤。矢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)較大的問題,本文提出了基于轉(zhuǎn)矩和磁鏈預(yù)測的直驅(qū)永磁同步風(fēng)力發(fā)電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制策略,通過對(duì)下一時(shí)刻的轉(zhuǎn)矩和磁鏈預(yù)測,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),但此控制策略無法抑制中矢量引起的中點(diǎn)電位波動(dòng)。為此,提出了基于變流器直流側(cè)中點(diǎn)電荷量為零(△Q=0)的中點(diǎn)電位平衡控制策略,通過使中點(diǎn)電流為零,實(shí)現(xiàn)中點(diǎn)電壓波動(dòng)抑制。仿真結(jié)果表明該控制策略能夠大幅度減小中點(diǎn)電位波動(dòng),并且對(duì)輸出電壓波形有所改善,諧波含量大大降低。最后,在Matlab/Simulink平臺(tái)上對(duì)本文所提出的控制策略進(jìn)行了仿真分析,驗(yàn)證了控制策略的有效性和正確性。
【圖文】：

圖 1-2 近年中國新增風(fēng)電裝機(jī)容量統(tǒng)計(jì)圖Fig.1-2 Statistics on new installed capacity of China's wind power in recent years電系統(tǒng)研究現(xiàn)狀電系統(tǒng)按照運(yùn)行方式的不同主要分為兩大類：定速恒頻風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)

圖 1-3 雙饋異步風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)Fig.1-3 Doubly fed induction wind power generation system2）直驅(qū)永磁同步風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)驅(qū)永磁同步風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)主要由風(fēng)力機(jī)、永磁同步發(fā)電機(jī)、變流器等組成永磁同步風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)典型結(jié)構(gòu)圖，，從圖可以看出，與雙饋異步風(fēng)力發(fā)電
【學(xué)位授予單位】：西安理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TM315;TM46

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本文編號(hào)：2584570