離網(wǎng)型混合勵(lì)磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)系統(tǒng)的研究.pdf

1、化石燃料的使用被認(rèn)為是導(dǎo)致環(huán)境污染和全球變暖的主要原因，可再生能源的利用和開發(fā)已經(jīng)成為我國(guó)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的關(guān)鍵組成部分。離網(wǎng)型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)由于其較為低廉的價(jià)格以及維護(hù)的簡(jiǎn)單性，非常適合為大電網(wǎng)無(wú)法達(dá)到偏遠(yuǎn)地區(qū)的用戶提供電能。本文針對(duì)變速定槳距離網(wǎng)型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組及其控制技術(shù)展開了研究。
　　首先，本文設(shè)計(jì)了一臺(tái)5kW切向/徑向混合勵(lì)磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)(T/R-HESG)。該種發(fā)電機(jī)結(jié)合了永磁發(fā)電機(jī)的高功率密度以及電勵(lì)磁發(fā)電機(jī)氣隙磁密可控的

2、優(yōu)點(diǎn)。本文詳細(xì)地介紹該發(fā)電機(jī)的工作原理，根據(jù)設(shè)計(jì)需求，對(duì)發(fā)電機(jī)的繞組以及主要尺寸參數(shù)進(jìn)行了設(shè)計(jì)。在AnsoftMaxwell2D有限元仿真軟件中進(jìn)行了建模仿真，得到了T/R-HESG的磁場(chǎng)分布情況和工作特性。為了提高發(fā)電機(jī)的運(yùn)行可靠性，本文采用兩級(jí)式無(wú)刷化勵(lì)磁方法實(shí)現(xiàn)主發(fā)電機(jī)的無(wú)刷化勵(lì)磁。勵(lì)磁機(jī)為勵(lì)磁系統(tǒng)的核心部件。結(jié)合主發(fā)電機(jī)T/R-HESG的勵(lì)磁要求，設(shè)計(jì)了勵(lì)磁機(jī)繞組與主要尺寸參數(shù)。通過(guò)有限元仿真分析了勵(lì)磁機(jī)工作特性與無(wú)刷勵(lì)磁系統(tǒng)的

3、工作性能。仿真結(jié)果證明了無(wú)刷勵(lì)磁系統(tǒng)方案完全滿足混合勵(lì)磁主發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁要求。
　　其次，本文設(shè)計(jì)了離網(wǎng)型風(fēng)力發(fā)電機(jī)系統(tǒng)方案。對(duì)風(fēng)力機(jī)的空氣動(dòng)力學(xué)特性進(jìn)行了研究，提煉了風(fēng)力發(fā)電機(jī)的數(shù)學(xué)模型，從而建立了離網(wǎng)型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的Simulink模型。在此基礎(chǔ)上，對(duì)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的最大功率跟蹤(MPPT)控制技術(shù)進(jìn)行了深入的分析。結(jié)合蓄電池的充電特性，對(duì)風(fēng)力發(fā)電的全風(fēng)速運(yùn)行控制策略進(jìn)行了研究。經(jīng)Simulink仿真可知，通過(guò)控制勵(lì)磁電流的大小，