1、PDF外文：http:/ 4000 字 出处： Chunxue Wen, Guojie Lu, Peng Wang, Zhengxi Li Member IEEE, Xiongwei Liu Member IEEE,Zaiming Fan Student Member IEEE 小规模发电 PMSG 风力涡轮转换器矢量控制 摘要 本文的目的是要找到一个创新的 ,效率高、实用、低成本 并 针 对小规模发电并网风力涡轮机和直接驱动永磁同步发电机 (PMSG)的控制系统结构与优化控制策略。本研究采用无传感器矢量控制策略基于锁相环 (PLL)， 对 PMSG控制和
2、电网侧逆变器控制策略是基于单相锁相环。仿真证明了无位置传感器控制策略和单相电网侧逆变器控制策略对 PMSG风力涡轮机 发电实用的解决方案 ,他们可以提供发电机转速控制 ， 跟踪 优化风 力发电，保证 良好的电能质量 ， 控制电能传送到网格。设计的系统提供了许多独特的优势 ,包括简单的拓扑 ,优化的控制策略 ,成本效益和快速响应电网 失效 。 索引词 最大功率点跟踪 (MPPT),PMSG,脉冲宽度调制 (PWM)变流器、速度控制 ,变速风力涡轮机 、 摘要 近年来 ,主要的研究方向都集中在可再生能源 ,比如风能和太阳能。风能由于其相对较低的成本而成为最受欢
3、迎的可再生能源。按照大气条件采用最优控制效率高功率电子转换器来提取最高功率，整个系统成本可以进一步减少。 11 风能转换系统基于永久永磁同步发电机 (PMSG)是一种最有利的和可靠的发电方法。 对比感应发电机 (DFIG)风力机齿轮箱 ， 直接驱动 PMSG变速风力涡轮机可以明显改善 可靠性 。对于一个 DFIG风力涡轮机 ， 因为变速箱的存在 ， 噪声、功率损耗、额外成本 ,和潜在的机械失败 都 是典型的问题。直接驱动 PMSG的使用可以解决这些问题。 此外， 低电压流 过 (LVRT)也是一个大问题 ,因为 DFIG转子和定子 电磁关系比PMSG更复杂，因此对于 D
4、FIG来说安全可靠的解决 LVRT问题更加困难。 在变速 PMSG系统 ,矢量 控制方法常被用 在电网侧逆变器 （一种 电流调节电压源逆变器 ） 来实现有功无功解耦的近功率控制。通过这种方式 ,功率转炉维护直流环节电压和提高功率因数 1、 7,10。不同控制 下 最大功率点跟踪方法(MPPT)变速风力涡轮发电机已讨论 2、 4、 7。 本研究采用 基于锁相环 (PLL)对 PMSG控制 的 无传感器矢量控制策略。这个方法只需要一个活跃的开关装置 ,即 绝缘栅双极晶体管 (IGBT),用来控制发电机的转矩和速度 ,以提取最大风能。 得益于 无传感器矢量控制策略 ， 这是
5、为小规模风力涡轮机 而设计的一个 简单的拓扑结构和低成本解决方案。这个网格侧逆变器控制策略是基于单相锁相环 ,它 将 控制方法 应用 在直接正交 (DQ)旋转 单相逆变器从而 实现框架 的 稳定状态和 优越的 动态性能 6。 向消费者提供单相电源的小型风力发电机很受欢迎的。单相逆变器有许多的控制方法，如 PI控制器 ,准公关控制器等。然而 ,这些方法 即使具有良好的功率控制性能却也 不能分离有功功率和无功功率。单相锁相环方法基于 DQ旋转框架能很好地解决这个问题。另一方面 ,编码器是脆弱的风力涡轮机组件 ,特别是对于小型风力涡轮机 ,因为小风 涡轮机的经验比它 们 同行评价振动 大
6、 。无传感器矢量控制选择了编码器 ,因此风力涡轮机的可靠性 有了很大提高 。由于这些原因 ,对于小型风力涡轮机 无传感器矢量控制和单相锁相环法有其独特的优势。 本文是在以下三个 结构 部分 进一步 介绍 。在第二部分 将介绍 全功率背靠背PWM变流器的原理。然后矢量控制的小规模并网风力发电系统包括无传感器控制、矢量控制、单相锁相环 PMSG,矢量控制变频器的网格边 等在 第三节 进行描述 。最后 ,在第四部分仿真结果 ,给出结论。 II、 全功率背靠背 PWM变换器的原则 典型的拓扑模型的直接驱动风力涡轮机 PMSG被用在一些没价值的地方 。
7、1。 转换器的系统采用背靠背双脉宽调制 (PWM)结 构。 这个发电机侧变换器控制 发电机转速以达到捕获最大的风能 ,电网侧逆变器控制 DCbus电压的稳定性和系统的功率因数 。 这种拓扑是 提高性能 的 一个不错方法 ,并且 控制方法是 很 灵活的。转换器有四象限 操作功能，它可以满足发电机转速控制并提供优质的电能给电 网 。 III.小规模 并网直驱式风力发电系统转换器的矢量控制 图 2显示了背靠背 PWM电压转换器矢量控制框图。边缘 PWM变频器通过调整边缘转换器当前的 d轴和 q轴 来 控制电磁转矩和定子无功功率 (无功功率通常被设置为 0)这种控制机制可以帮助 PMSG在变速下运行 ,从而风力涡轮机可以在额定风速与最大功率点跟踪 (MPPT)工作。电网侧 PWM逆变器可以稳定直流母线电压 ,通过调整电网侧当前的 d轴和 q轴实现有功无功解耦控制。电网侧脉宽调制逆变器通常在单位功率因数条件下还控制着无功功率流向电网。
