永磁直驱风电系统电机侧变流器的研制
直驱型永磁同步风力发电系统变流器的控制研究
三、直驱型永磁同步风力发电系 统变流器的控制策略
控制策略是直驱型永磁同步风力发电系统变流器的核心，其目的是在风速变化 和负载变化的情况下，保持系统的稳定性和效率。以下是几种常见的直驱型永 磁同步风力发电系统变流器的控制策略：
1、最大功率点追踪（MPPT）：MPPT控制策略的目的是在风速变化的情况下， 使风力发电机始终工作在最大功率点附近。通过实时监测风速和发电机输出功 率，并调整功率变换器的控制参数，使发电机输出功率与风速对应，以实现最 大功率点的追踪。
3、混合控制
混合控制是一种将直接电流控制和间接电流控制相结合的控制方法。该方法结 合了直接电流控制的高效性和间接电流控制的稳定性优点，能够更好地实现变 流器的控制。在混合控制中，可以通过调节PI控制器和发电驱型永磁同步风力发电系统变流器控制方法进行了深入研究，介 绍了直接电流控制、间接电流控制和混合控制三种常见的控制方法。这些控制 方法在实现变流器的高效控制和提高系统稳定性方面都具有重要作用。随着风 电技术的不断发展，我们可以进一步研究更先进的变流器控制策略，以提升直 驱型永磁同步风力发电系统的性能和稳定性。
5、系统集成与优化：研究如何将各个系统部件进行更好的集成和优化，以实 现整个风力发电系统的最优化。
6、网络安全与可靠性：随着风力发电系统变得越来越复杂，如何确保其网络 安全和可靠性将成为一个重要的研究课题。需要研究有效的防护措施和容错策 略来应对潜在的网络攻击和故障。
参考内容
随着人们对可再生能源的需求日益增长，风力发电技术在全球范围内得到了快 速发展和广泛应用。直驱型永磁同步风力发电系统由于其高效率、低噪音等优 点，逐渐成为了风力发电领域的研究热点。在直驱型永磁同步风力发电系统中， 变流器控制策略对于提高系统效率和稳定性具有重要意义。本次演示将对直驱 型永磁同步风力发电系统变流器控制方法进行深入研究。
永磁直驱风电系统PMSG的内模控制策略研究
·21·引言永磁直驱型风电系统在拓扑结构、成本、经济效益以及应对电网故障等方面均具有很多独特的优势。
随着永磁材料性能的提高、价格的下降以及新的永磁材料的出现，它在高可靠性、宽变速范围的大、中、小功率发电系统中的应用将越来越广泛[1]，[2]。
采用双PWM 背靠背变流器作为直驱式风力发电系统全功率变流器具有优良的性能，通常使用基于DSP 的数字化控制，控制方法灵活，具有四象限运行功能，可以实现电机调速和对输送到电网上的电能质量进行控制[3]。
永磁直驱风电系统中，对永磁同步发电机（PMSG ）的控制通常采用PI 控制器，PI 控制器对于电机参数变化和外部扰动具有一定的抑制能力。
由于永磁同步电机的dq 轴解耦控制存在交叉耦合项，PI 控制的动态性能会受到限制[4]。
当电机参数变化或者外部扰动的幅度较大时，PI 控制的性能可能会大幅度下降。
PI 控制虽然在工程上得收稿日期：2008-10-25。
基金项目：中国科学院电工研究所所长基金（0710141CS1）。
作者简介：胡书举(1978-)，男，汉族，河南南阳人，博士研究生，研究方向为风力发电控制技术。
E-mail ：hushuju@永磁直驱风电系统PMSG 的内模控制策略研究胡书举1，2，赵栋利2，郭金东2，李建林2，许洪华2（1.中国科学院研究生院，北京100049；2.中国科学院电工研究所，北京100190）摘要：介绍了PMSG 控制策略和内模控制的工作原理。
采用内模控制策略设计电机侧PWM 变流控制器的速度调节器与电流调节器，使控制器参数直接与电机参数相关联，实现对PMSG 的控制。
仿真结果显示，采用内模控制具有良好的稳态与动态性能，对输入机械转矩、转速给定等外部条件变化的响应速度快，对电机参数误差具有较强的适应性；内模控制应用于永磁直驱风电系统PMSG 的控制，容易获取优化的控制器参数，可以有效提高控制性能。
关键词：直驱风电系统；永磁同步发电机；内模控制；电流调节器；速度调节器中图分类号：TM614;TP273文献标志码：A文章编号：1671-5292（2009）03-0021-06Study on the internal model control tactic of PMSG fordirect-driven wind power systemHU Shu-ju 1，2，ZHAO Dong-li 2，GUO Jin-dong 2，LI Jian-lin 2，XU Hong-hua 2（1.Graduate University of CAS ，Beijing 100049，China ；2.Institute of Electrical Engineering CAS ，Beijing 100190，China ）Abstract ：Based on the analysis of PMSG control tactic,the work principle of internal model con -trol （IMC ）is explained and used to design the speed regulator and the current regulator of the generator -side PWM converter controller,with this design,the controller parameters are directly associated with generator parameters in order to control the PMSG.The simulation results show that IMC has good steady-state and dynamic performances,and has fast response to the changes of the input mechanical torque,the given speed and has good adaptability to the generator parameters'er -rors.It is verified by the simulation results that IMC application in the PMSG control in direct-driven wind power system,can improve the system performance effectively due to easily obtaining the optimal controller parameters.Key words ：direct-driven wind power system ；permanent magnet synchronous generator ；internal model control ；current regulator ；speed regulator 可再生能源Renewable Energy Resources第27卷第3期2009年6月Vol.27No.3Jun.2009·22·可再生能源2009，27（3）（a ）IMC 结构图图1基于PMSG 的双PWM 变流器结构图Fig.1Configuration of PMSG based dual-PWM converter永磁同步发电机风电机组电机侧变流器电网侧变流器电网L ACU dcC dcr （t ）+-C （s ）u （t ）G （s ）y （t ）+-譏（s ）y （t ）＾图2电机侧变流器控制原理图Fig.2Control scheme of generator-side converter速度调节器电流调节器坐标变换PWM调制ω*-ωi*sdi *sq+-+-i sqi sdu *sd u *sqωθi坐标变换d d t+PMSG 到了广泛应用，但是PI 参数需要反复试验以确定最优参数。
永磁直驱风力发电网侧变换器的研究
独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。
尽本人所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。
对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。
本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。
学位论文作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。
本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。
保密□，在____________年解密后适用本授权书。
本论文属于不保密□。
（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日华中科技大学硕士学位论文摘要能源，是人类社会生存和发展的物质基础。
近年来，一方面，能源短缺问题日益严重，另一方面，传统化石能源过度使用所造成的环境问题也已经威胁到了人类的生存居住环境。
在这个大环境背景下，如何获取清洁可再生能源，来避免化石燃料过度使用带来的诸多问题，已经成为当代电气领域、能源领域、环保领域研究的热点。
近年来，随着电力电子技术的飞速发展，对诸如风能、太阳能、地热能等可再生能源的开发利用，也从特殊场合的下的小容量、小规模研究阶段蜕变到集成式、大规模、大容量批量发电阶段。
风力发电领域传统技术采用的是双馈励磁风力发电系统，是由风力机通过主轴、增速齿轮箱带动双馈励磁发电系统发电。
相比于直驱型风力发电系统，双馈励磁发电系统机械结构中的增速齿轮箱属易损耗易过载的部件，造成后期维护不便。
随着风电系统装机容量逐年增高，大电网对风力发电系统也提出了新的要求，例如无功补偿功能和低电压穿越方面功能。
永磁直驱风力发电系统在这两方面具有独特的优势。
本论文以永磁直驱风电系统网侧变换器作为研究切入点，系统分析了永磁直驱的网侧变换器的基本结构、基本原理以及相关的数学模型。
1.5MW永磁直驱风电机组并网变流器的研制
*基金资助项目：上海市教委科研创新项目（08YZ101） 作者简介：姚为正（1967-），男，博士后，副教授，E-mail ：weizhengy@1.5MW 永磁直驱风电机组并网变流器的研制*姚为正1，宋运昌1，刘刚2，赵瑞杰2（1．上海理工大学计算机与电气工程学院，上海，200093 2．许继集团，许昌，461000）摘要：介绍了永磁直驱风电机组并网变流器系统结构和工作原理，并对并网变流器发电侧和电网侧的控制策略和控制电路进行了研究，在此基础上，研制了一台1.5MW/690V 永磁直驱风电机组并网变流器样机，进行了相应的实验研究。
实验结果表明，本文采用的控制策略和控制电路正确有效，并网变流器能实现能量的双向传递，具有优良的并网特性。
关键词： 风电机组；变流器 ；矢量控制；并网Development of Grid-converter for 1.5MW Permanent Magnet Direct Drive Wind TurbineYAO Wei-zheng 1， SONG Yunchang 1 ，LIU Gang 2 ，ZHAO Rui-jie 2(1.School of Computer and Electrical Engineering ，University of Shanghai for Since and Technology ，Shanghai 200093，China ；2．Xuji Group ，Xuchang 461000，China ）Abstract ：It is introduced the system structure and working principle of grid-converter for permanent magnet direct drive wind turbine ，control strategy and circuits of generator and grid sides are studied ．On the basis of this ，a prototype of grid-converter for 1.5MW/690V permanent magnet direct drive wind turbine is developed and corresponding experimental is done. Experimental results show that the control strategy and circuits is correctly and effectively ，with appropriate control ，the power can flow from the supply to generator or the reverse flow, the converter has an excellent network characteristics ． Key words ：Wind Turbine ；Converter ；Vector control ；Grid-connected1 概述风能是取之尽的清洁能源，风力发电对于缓解当前能源紧张的局势，为传统的发电方式寻找替代能源以及可持续发展都是有益的尝试[1-4]。
永磁直驱风力发电机侧变流器控制的研究
永磁直驱风力发电机侧变流器控制的研究作者：徐清彬徐斯锐周芝峰来源：《科技与创新》2015年第18期摘要：由于直接转矩控制省去了复杂的坐标转换及解耦运算，可直接控制转矩，所以，其动态响应速度比矢量控制快。
因此，将其应用在永磁直驱风力发电系统中，对风机快速跟踪、捕获风能具有重要意义——可增强风力发电机快速响应的能力。
基于MATLAB/Simulink 平台进行了直接转矩控制方案仿真研究，结果表明，机侧变流器采用直接转矩控制的响应速度比较理想。
关键词：永磁同步电机；直接转矩控制；机侧变流器；风力发电机中图分类号：TM315 文献标识码：A DOI：10.15913/ki.kjycx.2015.18.005在能源紧缺和环保呼声日益强烈的今天，新能源发电受到了世界各国的重视，而风能作为清洁的可再生资源，自然引起了人们的关注，进入21世纪后，风力发电更是得到了长足的发展。
随着电力电子技术的快速发展，基于效率、可靠性、经济性等因素的考虑，风力发电技术由传统的恒速恒频演进到了现在的变速恒频。
目前，变速恒频风力发电技术主要有双馈异步风力发电和永磁直驱风力发电两种典型方案。
其中，双馈异步风力发电技术较为成熟，但永磁直驱型省去了齿轮箱环节，其可靠性和效率比双馈异步型高，且易实现对有功/无功的控制和满足输出谐波低的要求。
此外，随着电力电子技术的发展和高性能永磁材料的出现，永磁同步电机的价格越来越低、体积越来越小、性能越来越高，因此，永磁直驱风力发电技术成为当前风力发电的发展趋势之一。
在永磁直驱风力发电系统中，机侧变流器的主要作用是整流，其常用结构有不控制整流、不控整流+Boost升压、相控整流和四象限整流。
由于机侧变流器采用四象限整流时的功率可双向流动且控制比较灵活，所以，本文对双PWM型变流器的永磁直驱风力发电系统进行了研究，重点分析了机侧变流器的控制。
为了提高风机的快速响应能力，引进了直接转矩控制技术控制永磁同步发电机，与传统的矢量控制进行了比较，并用MATLAB/Simulink进行了仿真验证和对比。
永磁直驱风电系统网侧逆变器的建模及控制策略
C + Udc _
ib ic
ia
L 电网 θ idref iqref eα eb ec PLL 电压环 Udcref 控制器 Udc
abc/dqz 6路PWM 信号 uα uβ ud uq id iq 电流环 控制器
SVPWM
dqz/αβz
θ
R
L
id
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3 sdid 2 sqUdc
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图4
网侧逆变器控制策略
(6)
式中ω取电网同步角速度。 由式(5)、(6)所示数学模型可以得到永磁直驱风电 系统网侧逆变器的等效电路，如图 3 所示，从图中可 以看出，由于不存在电流通路，网侧逆变器的 z 轴等 效电路仅有零序电压存在，零序电流始终为零，因此 在设计控制器时可不予考虑。
ωLiq
ig C + _
1 szilz 3 3 sqiq 2
永磁直驱风电系统网侧逆变器的建模及控制策略
李瑞 1 李广军 徐壮 徐殿国
哈尔滨工业大学电气工程及自动化学院，哈尔滨 150001 1) Email：155099467@
摘 要 本文分别建立了永磁直驱风电系统网侧逆变器在三相静止坐标系和同步旋转坐标系中的开关模型， 得出了其等
效电路，并基于上述模型对网侧逆变器的控制策略进行了设计，使其在维持直流母线电压稳定的同时，还起有功功率和无功 功率解耦的作用。最后，基于一组永磁直驱风电平台进行了实验验证，证明了网侧逆变器开关模型及控制策略的正确性。 关键词 永磁直驱风力发电，网侧逆变器，建模
ωLid
R
L
iqLeabharlann eq5．实验分析为了验证上述模型及控制策略的正确性，在一组 永磁直驱风电平台上进行了实验验证。系统开关频率 5kHz，网侧逆变器三相电感 L=4mH，直流母线电容 C =6800μF。实验波形如图 5 所示，图 5(a)中 Udc 为直流 母线电压波形，ia 为网侧逆变器 a 相输出电流波形，
永磁直驱风电系统PMSG控制策略的实验研究
Experimental Research on Control Strategy of PMSG for Direct-driven Wind Power System
HU Shu-ju1，2
1)
LI Jian-lin2
2)
XU Hong-hua2
Graduate University of CAS, Beijing, 100049
中国电工技术学会策略的实验研究
胡书举 1，2
1)
李建林 2
许洪华 2
2) 中国科学院研究生院，北京 100049 中国科学院电工研究所，北京 100190 1) Email：hushuju@
摘
要
使用永磁同步发电机的直驱型风力发电系统目前的发展很快， 采用背靠背变流器作为直驱风电系统全功率变流
中国科学院电工研究所所长基金 （项目编号： 0710141CS1）
为一种发展很快的技术，国外对其进行的相关研究已 经较多，主要集中在变流器建模、控制算法以及如何 提高其故障穿越能力等方面[5-6]。大型的风电厂商已有 成熟的直驱风电变流器产品，国内对其进行的研究也 正在开展，因此很有必要对其进行研究。 本文对永磁直驱风电系统背靠背全功率变流器中 电机侧变流器的工作原理和 PMSG 的控制策略进行了 分析和说明，基于仿真软件 Matlab 构建了完整的系统 模型，对其稳态和动态性能进行了仿真分析；在实验 室构建了永磁直驱风电系统实验平台和电机侧变流器 系统，实现了电机侧变流器对 PMSG 的矢量控制，可 以方便地运行在发电或电动状态。
Institute of Electrical Engineering CAS, Beijing, 100190
Abstract: The development of direct-driven wind power system using permanent magnet synchronous generator (PMSG) is very fast, and the back-to-back converter has been paid much attention for its excellent performance. The work principle of the generator-side converter (GSC) and control strategy of PMSG are explained in detail, and the steady-state and dynamic performances are analyzed by simulation. The experimental prototype is built to achieve generation and motor state operation, and the vector control of PMSG is realized by generator-side converter. The simulation and experiment results show that using PWM converter as generator-side converter for direct-driven wind power system with PMSG, can achieve good control performance for PMSG and provide possibility to supply excellent power energy transmitted to power grid. Keywords: permanent magnet synchronous generator (PMSG); direct-driven wind power system; generator-side converter(GSC); high-precision incremental encoder; vector control
基于双PWM控制永磁直驱风电变流器的研究
基于双PWM控制永磁直驱风电变流器的研究风电/永磁直驱/变流器/双PWM风电/永磁1引言当前市场流行的变速恒频风力发电系统主要有两种：一种为双馈发电机加转子变流器定转子分别并网的双馈方式；另一种为永磁直驱发电机加全功率变流器并网方式。
前者发展时间比较长，技术相对成熟，但存在发电机控制复杂、后期维护工作量大、齿轮箱等部件易出故障、维修不方便等缺点。
后者具有控制简单、风能利用率高、利于电网安全稳定运行等优点，因此，它更能代表未来风电机组的发展方向[1][2]。
永磁直驱风电机组并网变流器在国内的研究还时间不长，本文对永磁直驱风电机组双PWM控制并网变流器的原理、拓扑结构、控制策略进行了研究，并进行搭建试验平台进行了相应的试验，达到了预定的效果。
2双PWM变流器系统拓扑原理[3][4]本文采用的永磁直驱双PWM风电变流器的拓扑结构如下：如图1所示，电机侧变流器采用三相IGBT桥，通过PWM控制实现整流，电网侧变流器也采用三相IGBT 桥，通过PWM控制实现逆变，两个变流器中间直流母线加电容器作为直流支撑，这一拓扑结构解决了采用二极管整流桥具有的非线性特性、导致整流器输入侧电流波形畸变的缺点，因此采用PWM整流技术，将频率和幅值变化的交流电整流成恒定直流。
此时PWM整流器可以同时实现整流和BOOST电路的升压作用。
图1 双PWM控制型变流器拓扑结构PWM整流器通过解耦控制，可以实现发电机的单位功率因数输出。
通过矢量控制技术来控制发电机在不同运行环境下，可以实现发电机最大转矩、最大效率、最小损耗控制。
可见整个发电系统控制方法灵活，可以有针对性地提高系统的运行特性。
3网侧变流器控制策略针对图2-1所示拓扑结构，网侧变流器数学模型[5]：(1)式中：id，iq为交流侧电流矢量的dq轴分量；ud，uq为交流侧电压矢量的dq轴分量；ed，eq为电网电压矢量的dq轴分量。
根据式(1)可以设计出双闭环的网侧变流器控制策略，如图2所示。
永磁直驱风电变流器无传感器控制研究
（ Ｐ Ｍ Ｓ Ｇ ） 进行控制 。永磁 同步发 电机 的无传感器控制技术具有重要 的研究意义 。根据永磁 同步发 电机的数学 模型 ， 利用其 电磁 、 电气关系 ， 提出了一种基 于转 子磁链 闭环锁相环 的永磁 同步发 电机位置 的估算算法 。通过 仿真和实验结果 表明 ， 利用该估 算方法能够准确计算 出永磁 同步发 电机 的位置 ， 并可 以利用其对永 磁同步发
Ｅ Ｌ Ｅ Ｃ Ｔ Ｒ Ｉ Ｃ Ｄ Ｒ Ｉ Ｖ Ｅ ２ ０ １ ４ Ｖ ｏ １ ． ４ ４ Ｎ ｏ ． ２
电气传动 ２ ０ １ ４ 年 第４ ４ 卷 第２ 期
永磁直驱风 电变流器无传感器控制研 究
付明星 ， 李明成 ， 马培锋 ， 吕杰 （ 中广核工程有限公司， 广 东 深圳 ５ １ ８ ０ ２ ４ ）
ｄ ｉｖ ｒ ｅ ｔ ｙ ｐ ｅ ｗ ｉ ｎ ｄ ｐ ｏ ｗｅ ｒ ｇ ｅ ｎ ｅ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ， ｉ ｔ ｒ ｅ ａ ｌ ｉ ｚ ｅ ｓ ｔ ｈ ｅ ｆ ｕ ｎ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｔ ｏ ｃ ｏ ｎ ｖ ｅ ￣ｈ ｉ ｇ ｈ ｑ ｕ ａ ｌ ｉ ￣ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｉｃ ｒ ａ ｌ ｅ ｎ ｅ ｒ ｇ ｙ ｔ ｏ ｔ ｈ ｅ ｓ ｒ ｉ ｄ ａ ｎ ｄ
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直驱永磁风力发电机变流技术的研究.
现代电机控制技术论文题目：直驱永磁风力发电变流技术的研究学院：信息科学与工程学院专业：控制工程直驱永磁风力发电变流技术的研究摘要：介绍了直驱永磁风力发电变流技术的常用拓扑结构，并以当前常用的背靠背拓扑结构为例，介绍风力发电机网侧和机侧的控制策略，用SVPWM空间矢量控制给出IGBT的开关信号；同时利用matlab/simulink软件对提出的控制系统进行仿真，结果表明，仿真结果与分析结果相一致，验证了提出的控制策略能有效控制输入到电网的有功和无功功率。
关键词：永磁同步发电机，SVPWM，变流器，背靠背，并网Study on Converter of Derect-Driven Permanent Magnet WindGeneratorsQUAN YiAbstract: Introduced the commonly used topology of converter technology of direct-drive permanent magnet wind generators.Described the control strategies of wind turbine gri-side and generator-side by back to back topology.Adopted SVPWM control mode to control the switch signal of IGBT. After that,using matlab/simulink software makes simulation analysis for the proposed control system.The results show that the simulation is consistent with the analysis, and it can effectively control the input active power and reactive power of electrified wire netting.Key words: PMSG, SVPWM, converter, ack to back, connect grid1 引言近年来，可再生能源的开发和利用越来越得到各国家众专家学者的重视，风力发电更是研究的热点。
永磁同步直驱型全功率风机变流器及其控制
永磁同步直驱型全功率风机变流器及其控制近年来,风力发电技术取得了显著的进步,并逐渐成为新能源应用技术中的一个重要分支。
本文以安徽省“十五”科技攻关项目和国家“十一五”科技支撑项目为依托,对风力发电应用技术中的永磁同步直驱型全功率风机变流器及其控制技术进行研究。
在永磁同步风力发电机的数学模型、永磁同步风力发电机模拟器、永磁同步风力发电机的控制策略及其控制性能、永磁同步风力发电机无速度传感器控制、永磁同步风力发电机参数辨识、永磁同步直驱系统实验室模拟、直驱系统用全功率风机变流器的控制时序及全功率风机变流器的网侧、机侧变流器的协调控制等方面进行了深入研究,并获得了一些具有创新意义的科研成果。
本文主要研究内容及创新点可概括如下:1、针对直驱系统采用的永磁同步风力发电机的电气结构和论文研究关注的重点,建立了三相和六相永磁同步风力发电机的数学模型,并重点分析了各自的特点。
根据理论分析的模型方程,利用Matlab/Simulink建立了永磁同步风力发电机的通用仿真模型,并采用具体电机参数,给出了相关的仿真结果,三种模型的建立为后续针对永磁同步风力发电机控制策略和无速度传感器控制方法的研究建立了理论和仿真平台。
2、提出了一种兆瓦级永磁同步风力发电机模拟器:根据兆瓦级永磁同步风力发电机的数学模型,可获取不同转速状态下的发电机定子电压和定子电流方程,通过控制三相电压型PWM变流器来近似模拟发电机的这种定子输出电压和电流特性,可达到验证全功率风机变流器带载特性和带载能力的目的,文中详细给出了发电机模拟器的控制系统设计并仿真验证了所提方案的可行性。
3、对永磁同步风力发电机的常规矢量控制策略进行了详细的研究:分析了在实际工程应用的永磁同步直驱系统中,单纯采用常规的永磁同步发电机矢量控制方法的不足,结合实际的兆瓦级永磁同步风力发电机参数,文中提出了一种永磁同步风力发电机的复合矢量控制策略。
此策略的提出使得当直驱系统中的永磁同步发电机运行在不同的工况时,对其控制可实现不同矢量控制策略的切换运行,从而提高整个系统的运行稳定性和提高发电机的发电效率。
直驱永磁风力发电机网侧变流器控制的优化
直驱永磁风力发电机网侧变流器控制的优化崔海文【摘要】直驱永磁风力发电机变流器的控制分为发电机机侧变流器的控制和网侧变流器的控制两部分。
网侧变流器的任务是将发电机侧变流器整流出来的直流电逆变为与电网电压同频、同压的交流电。
针对大庆油田直驱永磁风力发电机组的并网问题，提出了在网侧变流器中引入反馈量和放大倍数的优化网侧变流器控制策略的解决方法。
实验表明，该优化设计能够实现变流器的有功功率和无功功率的独立控制，保证直流侧电压稳定、功率因数可调，提高了系统的动态性能及电网电能质量，实现了稳定并网的目的。
【期刊名称】《油气田地面工程》【年(卷),期】2013(000)012【总页数】2页(P100-101)【关键词】直驱永磁风力发电机;网侧变流器;电压定向控制;并网;仿真【作者】崔海文【作者单位】哈尔滨电力职业技术学院【正文语种】中文风力发电机组的安装地点受到很多客观因素（例如全年平均风力、地形等条件）的限制。
大庆地处东北平原地区，年平均风速3.8m/s，为风速较大区域，且有容量系数较大，气象灾害较少等特点，所以在喇嘛甸区、采油六厂、大同和平牧场等区域都安装有直驱永磁风力发电机组。
必须使用合理的并网技术，来解决风力发电机组并网时产生的问题，才能更好地利用风力发电。
直驱永磁风力发电机变流器的控制分为发电机机侧变流器的控制和网侧变流器的控制两部分。
网侧变流器的任务是将发电机侧变流器整流出来的直流电逆变为与电网电压同频、同压的交流电。
其控制的目的是保持直流侧直流电压的稳定，有功功率和无功功率独立控制，并跟据电网的需要进行功率因素调节，是整个系统中非常重要的一部分。
网侧变流器的主回路图如图1所示。
其中，Uca、Ucb、Ucc为网侧变流器交流侧电压；Lg为网侧滤波电感；Ega、Egb、Egc为电网相电压。
网侧变流器在三相静止坐标系下的数学模型是一个高阶非线性系统，包含不易控制的交流分量，不利于控制系统的设计。
因此，为了使网侧变流器的有功功率和无功功率能够独立控制，需进行3/2坐标变换。
直驱永磁风力发电系统双PWM变流器控制技术
直驱永磁风力发电系统双PWM变流器控制技术周志钢;厉伟;董文忠【摘要】在风力发电系统中,变流器是实现能量高效、稳定转换的关键.研究了直驱永磁风力发电系统的控制原理,建立了双PWM变流器机侧和网侧的数学模型.机侧变流器采用转子磁场定向矢量控制方式,网侧变流器采用电网电压定向矢量控制方式,实现有功和无功功率的完全独立解耦控制.仿真和试验结果表明:该控制策略可有效地实现最大风能捕获,维持直流母线电压稳定,实现发电机组的平滑并网,具有良好的动态响应.【期刊名称】《东北电力技术》【年(卷),期】2015(036)008【总页数】5页(P37-41)【关键词】风力发电;双PWM变流器;矢量控制;独立解耦【作者】周志钢;厉伟;董文忠【作者单位】沈阳工业大学电气工程学院,辽宁沈阳 110870;沈阳工业大学电气工程学院,辽宁沈阳 110870;兴城市广播电视台,辽宁葫芦岛 125100【正文语种】中文【中图分类】TM46;TM614随着可再生能源的发展，风力发电在能源结构中所占的比例不断提高。
由于直驱永磁风电机组运行高效稳定、故障率低等优势，从而在兆瓦级风电机组中得到广泛应用，并已经成为主流机型［1］。
本文针对直驱永磁风力发电系统双PWM全功率变流器的机侧和网侧控制技术展开研究。
机侧变流器对永磁同步发电机的控制实现最大风能功率追踪，网侧变流器［2］通过输出并网控制，实现直流母线电压稳定，输出功率独立解耦控制。
在Matlab/Simulink环境下对直驱永磁风力发电系统进行仿真建模，通过对仿真和试验结果分析，验证了控制策略的可行性和有效性。
直驱永磁风力发电系统［3］由风力机、永磁同步发电机、双PWM变流器、控制系统等组成，其拓扑结构如图1。
风力机通过齿轮箱和联轴器与发电机相连，经过双PWM整流逆变环节后通过发电机定子将电能传输给电网。
风力机是一种将截获流动的空气所具有的动能转换为拖动发电机旋转的机械能的装置。
风力机将风能转换成有用输出功率为式中:ρ为空气密度;S为桨叶扫掠的有效截面积;V为风速;Cp为风能利用系数，一般Cp＜0.593。