永磁直驅(qū)式風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)逆變并網(wǎng)裝置的研究.pdf

1、由于全球能源日益緊張，環(huán)境逐漸惡化，清潔新能源的開發(fā)和利用已經(jīng)成為世界各國的研究熱點(diǎn)。風(fēng)能因其儲存量大，無污染且可再生等一系列優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)在世界上許多國家得到了應(yīng)用和迅速發(fā)展。
　　 本文是以永磁直驅(qū)式風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的并網(wǎng)逆變裝置為研究對象，由于永磁直驅(qū)式風(fēng)力發(fā)電機(jī)無需電勵(lì)磁裝置，且風(fēng)輪機(jī)與發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子直接耦合，省去了增速齒輪箱，這樣就提高了發(fā)電的總體效率。逆變裝置又是風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)的核心技術(shù)，本文在分析了逆變器傳統(tǒng)功率控制的基礎(chǔ)上，對

2、該策略進(jìn)行改進(jìn)，用基于虛擬磁鏈的直接功率控制策略解決了其在傳統(tǒng)功率控制策略中存在的問題，并搭建Matlab/Simulink仿真模型和DSP數(shù)字實(shí)驗(yàn)平臺，所研究的主要工作如下:
　　 (1)對基于功率控制技術(shù)和速度控制技術(shù)的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)作簡單介紹，并分析了永磁直驅(qū)式風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)。對風(fēng)力機(jī)氣動模型和永磁同步發(fā)電機(jī)的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行構(gòu)建，并對風(fēng)能的最大功率追蹤和變流電路的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)做了簡單的分析。
　　 (2)進(jìn)一步從三相并網(wǎng)逆變

3、器的功能及工作原理講起，并建立了并網(wǎng)逆變系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型。推導(dǎo)了并網(wǎng)逆變器基于三相和兩相靜止坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型以及旋轉(zhuǎn)同步坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型。簡單介紹了脈寬調(diào)制技術(shù)，并詳細(xì)分析SVPWM的基本原理及實(shí)現(xiàn)方法，為下文逆變器的控制策略和仿真實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)帶來方便。
　　 (3)根據(jù)三相并網(wǎng)逆變器的結(jié)構(gòu)和需要實(shí)現(xiàn)的功能，分析了傳統(tǒng)直接功率控制策略，并在省略了電網(wǎng)側(cè)電壓傳感器的基礎(chǔ)上，對傳統(tǒng)功率控制改進(jìn)，通過引入虛擬磁鏈的原理來計(jì)算瞬時(shí)功率。

4、在積分初始值會引起直流偏置的問題上，對虛擬磁鏈觀測器改進(jìn)。根據(jù)上面提到的兩種策略，用Matlab/Simulink仿真軟件搭建了模型，并對得到的仿真波形進(jìn)行對比，驗(yàn)證了策略的可行性，也為DSP控制的實(shí)現(xiàn)打下基礎(chǔ)。
　　 (4)采用TMS320F2812DSP芯片搭建了三相并網(wǎng)逆變器的數(shù)字控制實(shí)驗(yàn)平臺，對于空間矢量調(diào)制方式的基于虛擬磁鏈控制三相并網(wǎng)逆變器的硬件電路設(shè)計(jì)進(jìn)行闡述，又分析了軟件設(shè)計(jì)的流程圖，利用實(shí)驗(yàn)室的樣機(jī)，得到實(shí)驗(yàn)波