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《直驅式永磁風力發(fā)電機的轉速控制》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在學術論文-天天文庫。
1、沈陽工業(yè)大學碩士學位論文直驅式永磁風力發(fā)電機的轉速控制TheRotorSpeedControlofWindEnergyConversionSystemBasedonPMSG作者：郭建強單位：信息科學與工程學院指導教師：王向東教授單位：沈陽工業(yè)大學協(xié)助指導教師：單位：單位：論文答辯日期：2015年3月1日學位授予單位：沈陽工業(yè)大學摘要在快速發(fā)展的新能源產業(yè)中，風能以儲備量大、清潔無污染、可持續(xù)使用等優(yōu)勢而備受關注。直驅型永磁風力發(fā)電系統(tǒng)由于不需要增速齒輪箱以及額外的勵磁電源設備，減少了系統(tǒng)的成本以及設備維護，在風力發(fā)電系統(tǒng)中得到了廣泛的使用。隨著全功率變流器技術的成熟發(fā)展，風電機組的
2、控制策略由傳統(tǒng)的對風力機的機械控制，發(fā)展到了對發(fā)電機的電氣控制，矢量控制策略在直驅型永磁風力發(fā)電系統(tǒng)中得到了廣泛的應用。在對機組的動態(tài)性能進行研究時，對機組的傳動軸采用兩質量塊的軸系模型，采取功率信號反饋的控制策略，通過特征值分析了系統(tǒng)的穩(wěn)定性，在風速發(fā)生變化時，傳動系統(tǒng)會產生扭轉震蕩，使發(fā)電機轉速產生脈動。為了使系統(tǒng)穩(wěn)定，通常采用增加機組阻尼的方法來消除震蕩，這種策略通常需要通過設計數(shù)字濾波器來實現(xiàn)，但是想要設計一個精確的數(shù)字濾波器是難度很大。本文以永磁同步風力發(fā)電機(PMSG)的數(shù)學模型以及電機的矢量控制理論為基礎，對機組的動態(tài)性能進行了分析。針對在風速變化過程中，發(fā)電機會產生
3、轉速脈動的現(xiàn)象，提出了基于最大電磁轉矩與電流比(MPTA)的矢量控制策略，通過控制發(fā)電機的電磁轉矩對系統(tǒng)進行調速，直接對發(fā)電機的轉速進行控制，消除轉速震蕩，使系統(tǒng)能夠穩(wěn)定運行。最后通過Matlab/Simulink軟件對控制策略進行了仿真驗證，首先在恒風速的條件驗證了該控制方案的可行性；然后在風速變化時，對控制方案進行了驗證，由仿真結果可以看出本文提出的控制策略能夠有效的減小系統(tǒng)的轉速脈動，使系統(tǒng)能夠穩(wěn)定運行，減少了系統(tǒng)的機械損耗，增加了機組的使用壽命。關鍵詞：永磁同步發(fā)電機，兩質量塊模型，轉速震蕩，矢量控制IAbstractIntherapiddevelopmentoftheen
4、ergyindustry,windenergyhasreceivedsignificantattentionforthecharacteristicoflargereservesandpollution-free.Direct-drivenconfigurationwithpermanent-magnetsynchronousgenerator(PMSG)isanattractivechoiceforwindenergyconversionsystems(WECS)becauseofthegearboxelimination,noadditionalexcitationequipm
5、entandlowmaintenancerequirements.Withthematuredevelopmentoffullpowerconvertertechnology,thecontrolstrategiesofWECShaschangedfromthetraditionalmechanicalcontrolofwindturbinetotheelectriccontrolofthegenerator,andthevectorcontrolstrategyhasbeenwidelyusedinthedirect-driveWECSbasedonPMSG.Inthestudi
6、esofthedynamicperformanceofthedirect-driveWECSbasedonPMSG,atwo-massmodelofthedrivetrainisusedinthispaper.Thestabilityofthesystemcanbeanalyzedthroughtheeigenvaluebasedonthepowersignalfeedback(PSF)controlstrategy.Anditisimpliedthatthedrivetraincancauseoscillationswhichcanmakeapulsationtotherotor
7、speedwhenthewindspeedvaries.Forthepurposeofthestabilityofthesystem,amethodofaddingthestiffnessofthesystemisusuallyusedtodamptheoscillation.Anditisusuallyrealizedbydesigningadigitalnotchfilterwhichishardtodesign.Inthispaper,thedynamicoft
