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《永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機組控制策略研究綜述》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機組控制策略研究綜述[摘要]隨著社會和經(jīng)濟的持續(xù)發(fā)展，人們對能源的需求不斷增長導(dǎo)致傳統(tǒng)的化石燃料越來越緊缺，而風(fēng)能作為一種清潔的可再生能源，受到了很多國家的青睞。永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機組能量轉(zhuǎn)換效率高、可靠性強以及控制靈活，已經(jīng)成為當(dāng)今風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的研究熱點。目前我國的大功率直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)變流器很大部分還依賴于進口，尤其是對變流器的控制還不成熟，因而對其研究也至關(guān)重要。[關(guān)鍵詞]永磁直驅(qū)，風(fēng)力發(fā)電機，控制策略中圖分類號：TM315文獻標(biāo)識碼：B文章編號：1009-914X（2014）42-0179
2、-01[Abstract]Withthesustainabledevelopmentofthesocietyandeconomy，thedemandfortheenergyisgrowingrapidlywhichresultinanincreasingshortageofthetraditionalfossilfuels.Windenergy，asacleanrenewableenergy，hasbeenpopularinmanycountries.Permanentmagnetdirect-drivenwi
3、ndturbineasbecometheresearchhotspotbecauseofhighconversionefficiency，reliabilityandflexiblecontrol.Wearestilldependsonimportforthepowerconverter，especiallyforthecontrolofit6whichmakesitmoreimportanttostudy.[Keywords]direct-drivepermanentgenerator，windturbine
4、，controlstrategy一、前言風(fēng)能作為一種清潔的可再生能源而備受青睞。據(jù)統(tǒng)計自1990年以來，風(fēng)力發(fā)電技術(shù)得到了飛速發(fā)展。全球風(fēng)力發(fā)電累計裝機容量平均每年增長超過20%。至2020年，全球風(fēng)力發(fā)電裝機容量將達到l200GW，風(fēng)力發(fā)電量將占發(fā)電總量的l2%。目前風(fēng)力發(fā)電已經(jīng)從獨立發(fā)電系統(tǒng)到可以并網(wǎng)系統(tǒng)，大規(guī)模風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的建設(shè)已成為發(fā)達國家風(fēng)電發(fā)展的主要形式。永磁電機由于具有效率高、免維護等優(yōu)點，加上與全功率變流器組合后對電網(wǎng)優(yōu)越的動態(tài)調(diào)節(jié)特性，近10年來被越來越多地應(yīng)用于大功率、并網(wǎng)型風(fēng)力發(fā)電機組。文
5、獻[1]介紹了永磁直驅(qū)風(fēng)電機組的優(yōu)點：PMSG系統(tǒng)無需齒輪箱、機械損耗小、維護簡單，輸出的有功、無功功率可調(diào)，在低風(fēng)速情況下仍可高效發(fā)電，并且在電壓跌落時，可以只在網(wǎng)側(cè)逆變器和直流側(cè)采取應(yīng)對措施，而不會影響到電機側(cè)整流器以及電機系統(tǒng)的正常運行。文獻[2]表明了直驅(qū)式風(fēng)電機組的缺點：系統(tǒng)需要全功率變流器，即變流器的容量為系統(tǒng)額定容量，這就限制了直驅(qū)式風(fēng)電系統(tǒng)的發(fā)展。二、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀61.永磁直驅(qū)風(fēng)電機組控制策略的重要性永磁發(fā)電機難以調(diào)節(jié)磁場來控制其電壓和功率因數(shù)。采用整流和逆變實現(xiàn)并網(wǎng)。目前變流器采用可控整流，
6、改變載荷電流時空關(guān)系和轉(zhuǎn)速來調(diào)整機組需要的電壓及功率因數(shù)。系統(tǒng)采用風(fēng)輪機直接驅(qū)動多極低速永磁同步發(fā)電機，通過功率變換電路將電能轉(zhuǎn)換后并入電網(wǎng)，系統(tǒng)效率大為提高，有效地抵制了噪聲，直驅(qū)式風(fēng)力發(fā)電機的控制策略及運行特性逐步成為研究的熱點問題。2.永磁風(fēng)電機組的控制模式文獻[3]總結(jié)永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)變流器主要有兩種形式，一種是主動整流，即網(wǎng)側(cè)變流器和機側(cè)變流器均可控。另一種則是機側(cè)變流器部分采用不可控整流，稱為被動整流。隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，電力電子變換裝置的結(jié)構(gòu)已經(jīng)逐漸由不可控整流加Boost升壓變流器再接并
7、網(wǎng)逆變器結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)殡pPWM變流器結(jié)構(gòu)，永磁同步發(fā)電機經(jīng)雙PWM全功率變流器與電網(wǎng)相連，通過調(diào)節(jié)和控制d軸和q軸電流，實現(xiàn)有功和無功的解耦控制，控制發(fā)電機流向電網(wǎng)的有功功率和無功功率。6永磁同步發(fā)電機的電流控制策略常用的有id=0控制策略、單位功率因數(shù)控制策略、最大轉(zhuǎn)矩電路比控制策略、最小損耗控制策略、弱磁控制策略等。文獻[4]根據(jù)矢量控制原理提出了機側(cè)和網(wǎng)側(cè)PWM變流器的控制策略，分析了永磁直驅(qū)風(fēng)電系統(tǒng)雙PWM變流器的電路結(jié)構(gòu)及其工作原理，建立了永磁直驅(qū)風(fēng)電系統(tǒng)中包括風(fēng)力機、傳動系統(tǒng)、永磁同步發(fā)電機、雙PWM變
8、流器等各部分的數(shù)學(xué)模型，建立了永磁直驅(qū)風(fēng)電系統(tǒng)的仿真模型并進行了動態(tài)仿真。3.故障下永磁直驅(qū)風(fēng)電機組的控制策略隨著風(fēng)力發(fā)電場規(guī)模不斷擴大，風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)對電網(wǎng)的影響已經(jīng)不能忽略。為了使風(fēng)力發(fā)電機組在電網(wǎng)電壓瞬間跌落時仍能保持并網(wǎng)，要求風(fēng)力發(fā)電機組具有一定的低電壓運行能力[5]。文獻[6]分析了直驅(qū)式永磁同步風(fēng)電機組在電網(wǎng)故障時的聯(lián)網(wǎng)運行特性，對電網(wǎng)電壓降落、風(fēng)電場鄰近母線單相短路接地、三
