三電平永磁直驅(qū)風電系統(tǒng)直接功率控制及容錯控制研究.pdf

1、風能作為一種清潔能源，資源總儲存量大，取之不盡用之不竭，而且開發(fā)利用過程中不會排放對環(huán)境有害的物質(zhì)，已經(jīng)成為最有開發(fā)價值的能源之一。而其中不含增速齒輪箱的直驅(qū)型風力發(fā)電機組因其電機轉(zhuǎn)速低，成本低，噪音小等優(yōu)點已成為風力發(fā)電的主流機型。
　　本文以三電平永磁直驅(qū)風電并網(wǎng)機組為研究對象，對三電平變換器的直接功率控制策略進行研究。
　　首先，介紹了風力機的特性，對風力機和永磁同步發(fā)電機進行數(shù)學建模；本文采用二極管鉗位型三電平變換器

2、結(jié)構(gòu)，采用SVPWM調(diào)制算法進行控制；著重分析了傳統(tǒng)的SVPWM控制算法和基于60°坐標系的SVPWM控制算法，并進行了仿真；引入了容錯技術，以短路故障為例，對三電平逆變器的容錯技術進行了理論分析和仿真實驗驗證。
　　其次，機側(cè)變換器采用預測直接功率控制(Predictive Direct Power Control)策略，對控制策略進行了理論推導和數(shù)學建模，該控制策略可以獲得固定的開關頻率，控制過程不需要PI調(diào)節(jié)器，參數(shù)設計簡單

3、，動態(tài)效果好；將基于虛擬磁鏈(Virtual Flux,VF)定向的直接功率控制(Direct Power Control,DPC)策略應用到并網(wǎng)逆變器中，外環(huán)采用電壓環(huán)，由直流側(cè)電壓、網(wǎng)側(cè)電流和開關狀態(tài)估算得到瞬時有功功率和無功功率，功率環(huán)作為內(nèi)環(huán)，可舍棄電網(wǎng)電壓傳感器，減小系統(tǒng)成本，并能保證系統(tǒng)可靠高效運行。
　　最后，在理論分析的基礎上，搭建了直驅(qū)風電系統(tǒng)的MATLAB仿真模型和基于TMS320F2812的實驗平臺，驗證了理