直驱式永磁同步风力发电机组控制策略研究

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3、巧．參．／或？乃讀＇－节＂－每．国内图书分类号：TP273学校代码：10079国际图书分类号：620密级：公开硕士学位论文直驱式永磁同步风力发电机组控制策略研究硕士研究生：海日导师：王印松教授申请学位：工学硕士学科：控制科学与工程专业：控制理论与控制工程所在学院：控制与计算机工程学院答辩日期：2015年3月授予学位单位：华北电力大学ClassifiedIndex:TP273U.D.C:620ThesisfortheMasterDegreeResearchonControlStrate

4、gyforWindTurbinewiththeDirect-drivenPermanent-magnetSynchronousGeneratorHaiRiCandidate：Supervisor：Prof.WangYinsongSchool：SchoolofControlandComputerEngineeringDateofDefence：March,2015Degree-Conferring-Institution：NorthChinaElectricPowerUniversity华北电力大学硕士学

5、位论文摘要在减少温室气体排放和保护生态环境成为人类面临的重大课题的背景下，大规模利用以风力发电为代表的可再生能源势在必行。针对作为主流机型的直驱永磁同步风力发电系统，本文分别搭建了风力发电系统的机械部分、电机部分、整流部分、逆变部分的仿真模型，并研究了其主要的控制策略。首先，深刻了解了风涡轮机的运行原理和变桨距控制策略，并搭建了在大型风力发电机组中广泛采用的变桨距控制系统的简化模型。基于该模型在风资源模型的作用下，分析了运行点的桨距角变化率；验证了变桨距控制策略的正确性。为进一步研究直驱永磁同步风力发电

6、系统控制策略奠定了坚实而稳固的基础。其次，在全风速范围内，带有速度观测器的风力发电系统模型运用变桨距控制策略有效限制了风力发电机组的转速；将观测转速与系统参数相结合保证了风力利用系数的最大值，最终实现了最大风能捕获控制。仿真结果证明了直驱永磁同步风力发电机组速度观测器法具有实用的控制效果。最后，利用同步逆变器与同步发电机相似的下垂特性，将准同步原理与变流器并网技术相结合，提出了有效的电力系统差频率并网方法。分析结果证明，基于下垂特性的电力系统差频率并网方法可以实现快速、友好地并网。关键词：直驱永磁风力发

7、电机、风涡轮机、无速度传感器、差频率并网I华北电力大学硕士学位论文AbstractReducinggreenhousegasemissionsandprotectingtheenvironmentbecominghumanity’smajortask.Asarepresentativeforrenewableenergy,large-scaleuseofwindpowerisimperative.Themainstreammodelswithdirect-drivenpermanentmagnetsyn

8、chronousgeneratoraretheobjectoftheresearch.Fromthemechanicalpart,therectifierpartandtheinverterpartofthewindpowergenerationsystem,thispaperbuildsomesimulationmodelandstudiesthemaincontrolstrategyrespectively.Firstofall，bas