直驱永磁风力发电机组建模与控制策略研究

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1、国内图书分类号：TP273国际图书分类号：620硕士学位论文学校代码：10079密级：公开直驱永磁风力发电机组建模与控制策略研究硕士研究生：导!J篙qJ：寸：，：申请学位：学科：专业：所在学院：答辩日期：授予学位单位：宋雨倩王印松教授工学硕士控制科学与工程检测技术与自动化装置控制与计算机工程学院20l3年3月华北电力大学ClassifiedIndex：TP273U．D．C：620ThesisfortheMasterDegreeIIYIIIIIll2111319111IIIIll㈣406Y239Researchon

2、ModelingandControlStrategyfortheDirect--drivenPermanent-—magnetGeneratorCandidate：Supervisor：School：DateofDefence：SongYuqianProf．WangYinsongSchoolofControlandComputerEngineeringMarch，2013Degree·-Conferring-·Institution：NorthChinaElectricPowerUniversity华北电力大学硕

3、士学位论文原创性声明本人郑重声明：此处所提交的硕士学位论文《直驱永磁风力发电机组建模与控制策略研究》，是本人在导师指导下，在华北电力大学攻读硕士学位期间独立进行研究工作所取得的成果。据本人所知，论文中除已注明部分外不包含他人已发表或撰写过的研究成果。对本文的研究工作做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式注明。本声Nh,’j法律结果将完全由本人承担。作者签名：睐而儒日期：ⅥJ≥年；月7闩华北电力大学硕士学位论文使用授权书《直驱永磁风力发电机组建模与控制策略研究》系本人在华北电力大学攻读硕士学位期间在导师指导

4、下完成的硕士学位论文。本论文的研究成果归华北电力大学所有，本论文的研究内容不得以其它单位的名义发表。本人完全了解华北电力大学关于保存、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关部门送交论文的复印件和电子版本，允许论文被查阅和借阅。本人授权华北电力大学，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文，可以公布论文的全部或部分内容。本学位论文属于(请在以上相应方框内打“√”)：保密口，在年解密后适用本授权书不保密∥作者签名：导师签名：摩而信’卿琵日期：加j弓年≥月z日日期：切J弓年≥月乙日华j匕IU力火学硕：L学位论文摘要目

5、前，直驱永磁同步风力发电机组是风力发电系统的主流机型，它凭借其显著的技术优势得到了广泛应用。本文针对采用背靠背双PWM变流器结构的直驱永磁同步风力发电机组进行了分析研究，主要内容有：首先，对直驱永磁风力发电系统的基本理论进行了论述，提出了变桨距控制策略和最大功率点跟踪控制策略，并基于Matlab／Simulink软件建立了风力机、永磁同步发电机、机侧变流器和网侧变流器的数学模型，通过仿真验证了模型的正确性。其次，针对背靠背双PWM电机侧变流器的理论原理，提出运用级联控制策略来实现发电机有功功率和无功功率的解耦控制

6、，并且根据最大风能捕获原理输出最佳功率；而针对网侧逆变器，也同样采用级联的控制方法以实现对直流侧电压的控制。在Simulink中进行了仿真验证，仿真结果表明选择的控制方法是可行的。最后，进行了直驱永磁同步风力发电系统低电压穿越技术的研究。给出了目前发生电网故障时，直驱永磁同步风力发电机组低电压穿越的控制方案，并基于Matlab／Simulink软件模拟输电线路上的不同故障点发生三相对称接地故障，对在该故障下的直驱永磁同步风力发电系统的动态性能进行了研究，提出利用并行模糊PID控制器进行低电压穿越保护的控制策略，并

7、仿真验证控制策略的可行性。仿真结果表明：在电网电压发生短路故障时，并行模糊PID控制器方案能够有效抑制网侧变流器的电流变化以及直流母线的电压波动，可以有效地提高永磁同步发电机组的低电压穿越能力。关键词：永磁同步发电机；建模；MPPT控制；低电压穿越；Matlab／Simulinkf仁北l也力人学颂．Ij学位沦义AbstractAtpresent，thedirectdrivepermanentmagnetsynchronouswindgeneratingsetisthemainstreamofthewindpowe

8、rgenerationsystemmodel，itreliesOnitssignificanttechnicaladvantagetoawiderangeofapplications．Thisarticleinviewoftheback—to—backdoublePWMconverterstructureofdirectdrivepermanentmagnetsynchr