直驱永磁同步风力发电机控制策略的研究
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。
直驱永磁同步风力发电机组电网连接控制研究
直驱永磁同步风力发电机组电网连接控制研究近年来，风电作为可再生能源的一种，受到了越来越多国家和地区的青睐。
直驱永磁同步风力发电机组因为其高效率、稳定性和可控性等优点，在风力发电领域得到了广泛应用。
然而，在实际应用中，如何保证直驱永磁同步风力发电机组与电网稳定连接，成为了研究的一个热点问题。
一、直驱永磁同步风力发电机组电网连接的研究现状目前，关于直驱永磁同步风力发电机组电网连接的研究比较多，主要集中在以下几个方面：1.电力电子技术在直驱永磁同步风力发电机组控制中的应用电力电子技术在直驱永磁同步风力发电机组控制中的应用，是实现直驱永磁同步风力发电机组与电网连接的关键。
这种技术可以通过控制电机转矩和电流等参数，有效地提高直驱永磁同步风力发电机组的性能，并保证其与电网的稳定连接。
2.直驱永磁同步风力发电机组电网连接控制策略的研究直驱永磁同步风力发电机组电网连接控制策略是保证直驱永磁同步风力发电机组与电网稳定连接的重要因素。
目前，常见的控制策略包括电网侧电流控制、转子侧电流控制和矢量控制等。
其中，矢量控制是目前应用最广泛的控制策略之一，它可以通过控制空间矢量的方向和大小，实现直驱永磁同步风力发电机组与电网的稳定连接。
3.直驱永磁同步风力发电机组与电网间的功率匹配研究直驱永磁同步风力发电机组与电网间的功率匹配研究是为了保证电网的稳定运行和电力不断供给。
其主要涉及到风速变化等因素对直驱永磁同步风力发电机组的影响，以及如何通过控制直驱永磁同步风力发电机组的输出功率，实现与电网的匹配。
二、直驱永磁同步风力发电机组电网连接的未来发展趋势未来，直驱永磁同步风力发电机组电网连接将面临以下几个发展趋势：1.电力电子技术将进一步提高直驱永磁同步风力发电机组的性能和控制精度随着电力电子技术的不断发展，直驱永磁同步风力发电机组的控制精度将会进一步提高，机组的性能将更加高效、稳定和可控。
2.直驱永磁同步风力发电机组与电网连接控制策略将日趋多样化随着对直驱永磁同步风力发电机组电网连接的控制策略的不断研究，控制策略将会日趋多样化，并根据不同的场合和需求，采用不同的控制策略。
《基于永磁同步电机的直驱型风力发电系统控制策略的研究》
《基于永磁同步电机的直驱型风力发电系统控制策略的研究》篇一一、引言随着全球能源需求的持续增长和环境保护意识的日益加强，可再生能源的开发和利用已经成为各国能源战略的重要组成部分。
其中，风力发电作为最具发展潜力的可再生能源之一，受到了广泛关注。
直驱型风力发电系统因其高效率、低维护成本等优点，逐渐成为风力发电领域的研究热点。
本文将重点研究基于永磁同步电机的直驱型风力发电系统的控制策略，以提高系统的稳定性和发电效率。
二、永磁同步电机的基本原理永磁同步电机（PMSM）是一种利用永磁体产生磁场，通过电机内部的电流与磁场相互作用实现能量转换的电机。
其工作原理基于电磁感应定律和安培环路定律，具有结构简单、效率高、运行可靠等优点。
在直驱型风力发电系统中，PMSM作为发电机，可以直接将风能转化为电能，无需通过齿轮箱等传动装置。
三、直驱型风力发电系统的构成及工作原理直驱型风力发电系统主要由风轮、永磁同步发电机、变流器、控制系统等部分组成。
风轮在风力的作用下旋转，驱动永磁同步发电机发电。
变流器将发电机输出的交流电转换为直流电，以便于输送和储存。
控制系统则负责监测系统的运行状态，根据风速、电压、电流等参数调整电机的运行状态，保证系统的稳定性和发电效率。
四、基于永磁同步电机的直驱型风力发电系统控制策略为了进一步提高直驱型风力发电系统的性能，需要采用合理的控制策略。
本文提出的控制策略主要包括以下几个方面：1. 最大功率点跟踪（MPPT）控制：通过实时监测风速和电机的运行状态，调整电机的输出功率，使系统始终处于最大功率点附近，从而提高系统的发电效率。
2. 电压和频率控制：通过变流器对输出电压和频率进行控制，保证电能质量，满足电网接入要求。
3. 故障诊断与保护：通过监测系统的运行状态和参数，及时发现故障并进行保护，避免系统损坏和事故发生。
4. 智能控制策略：利用现代控制技术和智能算法，如模糊控制、神经网络等，对系统进行智能控制，提高系统的自适应性和鲁棒性。
直驱式永磁同步风力发电机组建模及其控制策略
直驱式永磁同步风力发电机组建模及其控制策略一、本文概述随着全球能源需求的持续增长和环境保护的日益紧迫，风力发电作为一种清洁、可再生的能源形式，正受到越来越多的关注。
直驱式永磁同步风力发电机（Direct-Drive Permanent Magnet Synchronous Wind Turbine Generator, DDPMSG）作为一种新型风力发电技术，以其高效率、高可靠性以及低维护成本等优点，逐渐成为风力发电领域的研究热点。
本文旨在对直驱式永磁同步风力发电机组的建模及其控制策略进行深入研究。
文章将介绍直驱式永磁同步风力发电机的基本结构和工作原理，为后续建模和控制策略的研究奠定基础。
接着，文章将详细阐述直驱式永磁同步风力发电机组的数学建模过程，包括机械部分、电气部分以及控制系统的数学模型，为后续控制策略的设计提供理论支持。
在控制策略方面，本文将重点研究直驱式永磁同步风力发电机组的最大功率点跟踪（Maximum Power Point Tracking, MPPT）控制和电网接入控制。
最大功率点跟踪控制旨在通过调整发电机组的运行参数，使风力发电机组在不同风速下都能保持最佳运行状态，从而最大化风能利用率。
电网接入控制则关注于如何确保发电机组在并网和孤岛运行模式下的稳定运行，以及如何在电网故障时实现安全可靠的解列。
本文还将探讨直驱式永磁同步风力发电机组的控制策略优化问题，以提高发电机组的运行效率和稳定性。
通过对控制策略进行优化设计，可以进一步减少风力发电机组的能量损失，提高风电场的整体经济效益。
本文将对直驱式永磁同步风力发电机组的建模及其控制策略进行总结，并展望未来的研究方向和应用前景。
通过本文的研究，可以为直驱式永磁同步风力发电机组的实际应用提供理论指导和技术支持，推动风力发电技术的持续发展和优化。
二、直驱式永磁同步风力发电机组的基本原理直驱式永磁同步风力发电机组（Direct-Drive Permanent Magnet Synchronous Wind Turbine Generator，简称DD-PMSG）是一种将风能直接转换为电能的装置，其基本原理基于风力驱动、机械传动、电磁感应和电力电子控制等多个方面。
直驱式永磁同步风力发电系统的控制研究
直驱式永磁同步风力发电系统的控制研究一、本文概述随着全球能源需求的持续增长和环境保护压力的加大，风力发电作为一种清洁、可再生的能源形式，越来越受到世界各国的关注和重视。
直驱式永磁同步风力发电系统（Direct-Drive Permanent Magnet Synchronous Wind Power Generation System，简称D-PMSG）作为一种新型的风力发电技术，具有高效率、高可靠性、低维护成本等优点，因此在风力发电领域具有广阔的应用前景。
本文旨在深入研究直驱式永磁同步风力发电系统的控制技术，探讨其在实际应用中的性能优化和稳定性提升。
文章首先介绍了直驱式永磁同步风力发电系统的基本原理和组成结构，包括风力机、永磁同步发电机、功率变换器等关键部分。
随后，文章重点分析了直驱式永磁同步风力发电系统的控制策略，包括最大功率点跟踪控制、电网同步控制、有功和无功功率解耦控制等，并讨论了这些控制策略在实际应用中的优缺点。
本文还探讨了直驱式永磁同步风力发电系统在并网和孤岛运行模式下的控制问题，以及系统故障时的保护策略。
通过理论分析和实验研究，文章提出了一些改进的控制方法和策略，旨在提高直驱式永磁同步风力发电系统的运行效率和稳定性，为风力发电技术的发展提供理论支持和实践指导。
本文总结了直驱式永磁同步风力发电系统控制研究的现状和发展趋势，展望了未来可能的研究方向和应用前景。
希望通过本文的研究，能够为直驱式永磁同步风力发电系统的进一步推广和应用提供有益的参考和借鉴。
二、直驱式永磁同步风力发电系统概述直驱式永磁同步风力发电系统（Direct-Drive Permanent Magnet Synchronous Wind Turbine Generator System，简称DD-PMSG）是一种新型的风力发电技术，其最大特点在于风力机直接与发电机相连，省去了传统的齿轮增速箱，从而实现了发电机的直接驱动。
直驱永磁同步风力发电系统功率平滑策略的研究与控制系统设计
直驱永磁同步风力发电系统功率平滑策略的研究与控制系统设计下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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直驱永磁同步风力发电系统控制策略研究
直驱永磁同步风力发电系统控制策略研究直驱永磁同步风力发电系统是一种新型的风力发电系统，具有高效、
可靠、节能等优点。
为了实现对该系统的控制，需要采用一定的控制策略。
本文将从控制策略的角度对直驱永磁同步风力发电系统进行研究。
首先，
直驱永磁同步风力发电系统的控制策略可以分为两类：基于电机模型的控
制策略和基于功率最大化的控制策略。
基于电机模型的控制策略是通过建
立电机模型，对电机的电流、电压、转速等进行控制，以实现对风力发电
系统的控制。
而基于功率最大化的控制策略则是通过调节电机的转速，使
得风力发电系统的输出功率最大化。
其次，基于电机模型的控制策略可以
进一步分为两类：传统控制策略和先进控制策略。
传统控制策略包括PID
控制、模糊控制、神经网络控制等，这些控制策略已经得到了广泛的应用。
而先进控制策略则包括模型预测控制、自适应控制、滑模控制等，这些控
制策略具有更高的控制精度和鲁棒性。
最后，基于功率最大化的控制策略
可以采用最大功率点跟踪（MPPT）算法实现。
MPPT算法可以通过对风力
发电系统的输出功率进行实时监测，调节电机的转速，使得系统的输出功
率最大化。
常用的MPPT算法包括P&O算法、模型预测控制算法、微粒群
算法等。
综上所述，直驱永磁同步风力发电系统的控制策略是一个复杂的
问题，需要根据具体情况选择合适的控制策略。
未来的研究方向包括控制
策略的优化、控制算法的改进等。
直驱永磁风力发电机控制系统的研究
直驱式风电并网变流器的控制与研究导师：邹旭东学院：电气与电子工程学院专业班级：电气0703学号：U200712002姓名：刘骐豪时间：2011年3～6月摘要在常规能源日益紧张，.环境污染问题日益严重的今天，开发和利用无污染且资源丰富的风能具有十分重要的意义，为此，世界各国竞相发展风电产业，风电技术得到了一前所未有的快速发展，涌现出多种风电机组类型。
其中，永磁直驱式风电系统以其无齿轮箱、维护成本低、噪音低等独有优势正受到越来越多的关注，己经成为变速恒频风电系统未来发展的一个重要方向。
直驱风力发电系统中，变流器是发电机所发的电能馈送至电网的唯一通路，它是将发电机发出的变压变频的电能转换成恒压恒频的电能的装置，它能实现对发电机输出的电流、功率因数等的快速调节，减少对电网的谐波污染，是直驱型风力发电系统的一个重点和难点，它对于整个系统的稳定、高效运行很重要，掌握这项技术，对于推动我国风力发电事业的发展，增强风力发电领域的自主创新能力，具有十分重要的意义。
本文以永磁直驱风电变流系统的运行与控制为主题，对其控制策略进行了综述，以及研究电压跌落条件下风力发电机组对电网的无功功率支持，并对其在电网电压跌落时的运行特性进行分析和电路设计。
最后通过实验进行验证。
目录第一章绪论 (1)1课题研究的目的及意义 (1)2.风力发电机控制系统国内外研究现状及发展趋势 (2)3.风电机组的控制技术 (4)4.本文研究的主要内容····································································错误！未定义书签。
直驱风力发电机组的控制与优化策略研究
直驱风力发电机组的控制与优化策略研究一、引言直驱风力发电机组作为新一代绿色能源发电装备，具有高效率、低噪音和环保等优势，在全球范围内受到了广泛关注和应用。
然而，由于其复杂的结构和特性，如何有效地控制和优化直驱风力发电机组的运行成为了目前研究的重点之一。
二、直驱风力发电机组的控制策略1. 变桨角控制策略直驱风力发电机组通过调节桨叶的角度来控制转子的转速和功率输出。
传统的变桨角控制策略主要是根据风速和转子转速来确定桨叶的角度，以实现最佳的功率捕获和悬挂塔顶过载保护。
然而，这种策略在快速变化的气象条件下可能表现出较差的性能。
2. 模型预测控制策略模型预测控制（MPC）策略是一种先进的控制方法，可以对发电机组进行精确的控制。
MPC通过建立数学模型来预测发电机组的动态响应，并根据优化算法来调节桨叶和发电机的参数，以实现最佳的发电效果。
这种策略的优点是能够考虑到多种因素的影响，并进行优化调整，提高发电机组的工作效率。
三、直驱风力发电机组的优化策略1. 转子惯量优化策略转子的惯量直接影响着直驱风力发电机组的响应速度和能量捕获率。
通过优化转子的惯量分布可以改善发电机组的动态性能，提高其运行效率。
常用的转子惯量优化策略包括调整转子的材料和结构，以及改变转子的几何形状。
2. 桨叶设计优化策略桨叶是直驱风力发电机组的核心部件，其设计质量直接影响着发电效果和功率输出。
通过优化桨叶的形态、材料和布局等方面可以提高风能的利用率和功率捕获能力。
常用的桨叶设计优化策略包括采用先进的材料、减小桨叶的风阻、优化桨叶的角度等。
3. 控制器参数优化策略发电机组的控制器参数直接影响着系统的稳定性和控制性能。
通过优化控制器的PID参数或采用先进的控制算法，如模糊控制和神经网络控制等，可以提高系统的响应速度、抗干扰能力和稳定性。
常用的控制器参数优化策略包括使用优化算法进行参数调整和采用自适应控制方法。
四、直驱风力发电机组的挑战与展望1. 复杂的环境条件直驱风力发电机组常常面临复杂多变的环境条件，如风速的快速变化、不确定的风向和气候变化等。
《2024年基于永磁同步电机的直驱型风力发电系统控制策略的研究》范文
《基于永磁同步电机的直驱型风力发电系统控制策略的研究》篇一一、引言随着全球能源需求的不断增长和环境保护意识的日益增强，可再生能源的开发与利用已成为当今世界的重要课题。
风力发电作为清洁、可再生的能源形式，其发展前景广阔。
直驱型风力发电系统以其结构简单、维护方便、能量转换效率高等优点，在风力发电领域得到了广泛应用。
其中，永磁同步电机（PMSM）作为直驱型风力发电系统的核心部件，其控制策略的优劣直接影响到整个系统的性能。
因此，对基于永磁同步电机的直驱型风力发电系统控制策略的研究具有重要意义。
二、永磁同步电机基本原理永磁同步电机是一种利用永磁体产生磁场，通过电机定子和转子之间的磁场相互作用实现能量转换的电机。
其具有结构简单、高效节能、运行可靠等优点。
在直驱型风力发电系统中，永磁同步电机通过捕获风能并将其转换为电能，为电网提供清洁、可再生的电力。
三、直驱型风力发电系统控制策略直驱型风力发电系统的控制策略主要包括最大功率点跟踪（MPPT）控制、桨距角控制、电压与频率控制等。
其中，最大功率点跟踪控制是实现风能高效利用的关键，通过实时调整电机转速，使系统始终运行在最大功率点附近；桨距角控制则是通过调整风力机桨叶的桨距角，实现对风能的捕获和释放的平衡；电压与频率控制则是保证系统输出电能的质量，满足电网要求。
四、基于永磁同步电机的直驱型风力发电系统控制策略研究针对基于永磁同步电机的直驱型风力发电系统，本文提出了一种优化控制策略。
首先，通过引入智能算法，实现最大功率点跟踪控制的智能化，提高系统的自适应能力和响应速度；其次，结合桨距角控制和电机控制，实现风能的优化捕获和释放，提高系统的能量转换效率；最后，通过优化电压与频率控制策略，保证系统输出电能的质量和稳定性。
五、实验与分析为了验证本文提出的控制策略的有效性，我们进行了实验分析。
实验结果表明，采用优化控制策略的直驱型风力发电系统，在不同风速下均能实现高效运行，最大功率点跟踪速度和准确性得到显著提高，同时系统的能量转换效率和输出电能质量也得到了明显提升。
《基于永磁同步电机的直驱型风力发电系统控制策略的研究》
《基于永磁同步电机的直驱型风力发电系统控制策略的研究》篇一一、引言随着可再生能源的持续发展，风力发电作为绿色能源的重要组成部分，其技术研究和应用日益受到广泛关注。
直驱型风力发电系统，特别是以永磁同步电机（PMSM）为核心的系统，因其高效率、低维护成本和良好的发电性能，逐渐成为风力发电领域的研究热点。
本文旨在深入研究基于永磁同步电机的直驱型风力发电系统的控制策略，以提高系统的整体性能和发电效率。
二、永磁同步电机的基本原理与特点永磁同步电机是一种利用永久磁场产生转矩的电机。
其基本原理是利用磁场相互作用产生转动力，使得电机转动。
PMSM具有结构简单、高效率、高功率密度、低噪音等特点，适用于直驱型风力发电系统。
三、直驱型风力发电系统的构成与工作原理直驱型风力发电系统主要由风轮机、永磁同步发电机、电力电子变换器等部分组成。
风轮机捕获风能，通过传动装置驱动永磁同步电机发电。
电力电子变换器负责将发电机产生的交流电转换为可并网或使用的直流电。
四、控制策略的研究（一）最大功率点跟踪（MPPT）控制策略为提高风力发电系统的效率，需实施最大功率点跟踪（MPPT）控制策略。
该策略通过实时监测风速和电机运行状态，调整电力电子变换器的输出电压和频率，使系统始终工作在最大功率点附近，从而实现最优的能量转换效率。
（二）无传感器控制策略无传感器控制策略是近年来研究的重要方向。
该策略通过电机电压和电流等参数的实时监测和计算，实现电机的无传感器控制。
这种控制策略可以降低系统成本，提高系统的可靠性和维护性。
（三）故障诊断与保护控制策略为确保直驱型风力发电系统的安全稳定运行，需实施故障诊断与保护控制策略。
该策略通过实时监测系统的关键参数和运行状态，及时发现并处理潜在的故障隐患，防止系统损坏和事故发生。
五、实验验证与结果分析通过实验验证了所提出的控制策略的有效性和可行性。
实验结果表明，采用MPPT控制策略可以提高系统的能量转换效率；无传感器控制策略可以降低系统成本，提高系统的可靠性和维护性；故障诊断与保护控制策略可以确保系统的安全稳定运行。
永磁直驱风电系统PMSG控制策略的实验研究
* vsq e jθ
* isq
ω
*
Ld ωisd + ωΨ Lqωisq
图2
电机侧变流器控制原理图
3．高精度数字编码器
在变速恒频风力发电系统中，为了保证良好的电 机控制性能，编码器的反馈信号必须能够提供足够的 脉冲，保证良好的转速和位置测量精度。当电机转速 较低时，采用传统的增量式编码器，在单位时间内产 生的脉冲数量有限， 从而对测量精度造成较大的影响，
560V 6.8mF 220V
交流侧电阻 交流侧电感 电网频率
0.01 Ω
10
t/1e-5s
6
8
10
12 4 x 10
(b)电磁转矩与给定转矩
0
3.0mH
isd id , isq /A iq/A
50Hz
-10 -20 -30 -40 -50 0
i sd id iiq sq
图 5 为电机侧变流器仿真波形，其中图 5(a)(b)为 电机转速和转矩的变化曲线，由图 5(a)中可以看到， 转速能够很好的跟踪参考值，在转矩突变、电网侧无 功电流 id 突变等情况下，几乎没有波动；从图 5(b)中 可以看到，在转速上升期间，电磁转矩小于给定的机 械驱动转矩，这是由于电磁转矩、驱动转矩和转速之
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
直驱永磁同步风力发电机控制策略的研究
（ ．ＥｅｔｃＰ ｗ ｒＣ ｌｇ ｎ ｅ Ｍｏｇ ｌ ｎｖｒｔ ｃ ｎｌ ｙ ｏ ｈｔ １０ １ ｈｎ ； １ ｌ ｒ ｏ ｅ ｏ ｅｅｏ ｎｒ ｎ ｏｉ Ｕ ｉ ｓｙｏ Ｔ ｈ ｏ ｇ ，Ｈ ｈ ｏ ０ ０ ５ ，Ｃ ｉａ ｃｉ ｌ ｆＩ ａ ｅｉ ｆ ｅ ｏ
２ ｎ ｅ Ｍｏ ｇ ｌ ｌ ｔｃＰ ｗ ｒ ｅ ａｃ ｎｔｕｅ Ｈ ｈ ｏ １０ ０ ｈｎ ） ．Ｉｎｒ ｎ ｏｉ Ｅｅ ｒ ｏ ｅ ｓ ｒ Ｉｓｔｔ， ｏｈ ｔ ０ ２ ，Ｃ ｉａ ａ ｃｉ Ｒ ｅ ｈ ｉ ０
后对仿 真结果进行分析 ，验证 了控制策略 的正确性 。
关 键 词 ：Ｐ Ｃ Ｄ Ｅ Ｄ Ｓ Ａ ／ ＭＴ Ｃ；直 驱 永 磁 同 步 发 电机 ；风 力 发 电 ；控 制 策 略
中图分类号 ：Ｔ ３ １ Ｍ３ １ Ｍ３５ Ｍ ４ ；Ｔ ５ ；Ｔ １
文献标志码 ：Ａ
文章编 号 ：１０ ．８８ ２ １ ）８０ ３ ．５ ０ １６ ４ （０ ２ ０ ．０ ７０
等优点 。本文利用 电力 系统仿真工具 Ｐ Ｃ Ｄ Ｅ Ｔ Ｃ为基础 ，建立 了 １５ＭＷ 直 驱永磁 同步风力发 电系统的仿真模 ＳＡ ／ Ｍ Ｄ ． 型 ；在低于额定风速下 ，研究 了最佳叶尖速 比控制策 略下直 驱永磁同步风力发 电系统 的特 性 ，采用空 间矢量调制方 法实现 了风力发 电机最 大风能跟踪的控制 ；网侧变换器并 网实现了变速恒频和有 功功率与无 功功率 的解 耦控制 ；最
Ｃｏ ｒ ｌＳｔａ ｅ ｙ Ｒｅ ｅ ｒ ｈ ｏ ｒ ａ ｃ ｆＰｅ ｍ ｎｅ ｔｍ ｇ ｅ ｉ
Ｄｉ ｅ ｔ ｄ ｉ ｅ Ｗ ｉ ｄ ｗｅ ｎｅ ａ ｏ ｒ ｃ ． ｒ ｖ ｎ Ｐｏ ｒ Ｇｅ ｒ ｔ ｒ
Ｊ Ｔ ａ ｇ ａ ｇ ，Ｒ ｎ ｆ ｎ Ｉ ｅ ｇ ， ＧＵＡＮ Ｙｏ ｇ ， ＣＯ Ｕ ｉｎ ｕ ｎ ＥＮ Ｙｏ ｇｅ ｇ ，Ｌ Ｕ Ｆ ｎ ｎ ＮＧ Ｙｕ
永磁直驱风力发电机输出电压控制策略研究
永磁直驱风力发电机输出电压控制策略研究摘要：目前伴随着我国风力发电机和太阳能发电技术越来越完善，为了保证电网稳定运行，现如今在风力发电机的过程中，应用主要的类型便是为永磁同步发电机，并且随着我国经济建设快速发展和电网容量的扩大，风力发电组已经成为我国电力行业发展中不可缺少的重要组成内容，目前我国风力发电机组的安装容量不断增加，新增加的风力发电机组安装容量也位居世界前列，随着风能的利用效率得到提高，我国新能源利用率也会得到相应的提升，进一步为我国经济发展作出一定贡献。
关键词：永磁直驱；风力发电机；输出电压；控制；分析引言：对于能源而言，作为我国一项重要的资源，和国民经济发展存在密切联系，同时国家的发展也离不开能源，在石化能源等一些不可再生能源持续消耗的情况下，对持续发展的清洁能源进行开发已经成为现如今的进行重要研究的重要性问题。
而风力发电作为一项重要的内容，但是其风电机组在电压输出侧稳定性方面依然需要加强研究，因为输出电压不稳定，会导致电网安全受到隐患，所以对于本文而言，主要对我国的风力发电系统的种类和特点进行分析，进而概况永磁直驱风力发电系统，最终为我国永磁直驱风力发电机输出电压控制提供出建议，希望能够为同行业工作人员提供相应的参考价值。
1.分析风力发电系统的种类和特点当前随着风力发电行业的快速发展，风力发电除了进行多次升级换代，早期的风力发电系统多数都为恒速恒频发电系统，主要使用鼠笼式感应发电机（Squirrel-cage induction generator，SCIG）进行能量转换。
鼠笼式感应发电机转速恒定，具有造价成本低、组成部分简单和运行稳定等优点。
但因其风力机转速恒定，在风速变化时不能根据实时风速调整其转速以实现对最大风能的跟踪利用。
并且其各组成部分之间是刚性耦合的，在风速快速变化时会使叶片承受较大的扭矩，风机转动轴、齿轮箱等部件也要承受较大的机械应力，从而降低了其使用寿命。
随着现代电力电子技术的发展和突破，目前大功率风力发电系统中，更为先进的变速恒频风力发电系统逐渐取代了恒速恒频风力发电系统成为行业主流。
直驱式永磁同步电机控制策略分析
直驱式永磁同步电机控制策略分析一、引言直驱式永磁同步电机（PMSM）由于其高效、高功率密度、低噪音等优点，在电动汽车、工业自动化、家用电器等领域得到了广泛的应用。
实现对PMSM的精确控制，是提高电机性能和效率的关键。
本文将对直驱式永磁同步电机控制策略进行分析。
二、PMSM基础知识PMSM是一种基于永磁体的电机，具有高效、高功率密度等优点。
其基本结构如下图所示：图1 PMSM结构图其中，$L_{d}$、$L_{q}$为d轴、q轴的电感；$\lambda_{m}$为永磁体磁通；$i_{d}$、$i_{q}$为d轴、q轴的电流；$v_{d}$、$v_{q}$为d轴、q轴的电压；$\theta$为转子角度。
三、PMSM控制策略PMSM控制策略包括磁场定向控制（FOC）和直接转矩控制（DTC）两种。
1、磁场定向控制（FOC）FOC是一种基于磁场定向理论的控制策略，其主要思想是对PMSM进行磁场定向，使得电机的运动方向和磁场方向保持一致，从而实现对PMSM的精确控制。
FOC控制系统框图如下所示：图2 FOC控制系统框图其中，FOC控制策略包含电流内环和速度外环两个环节。
电流内环实现d轴、q轴电流的控制，速度外环实现电机的速度控制。
在FOC控制策略中，d轴电流i_{d}控制永磁体磁通$\lambda_{m}$的大小，q轴电流i_{q}控制电机的转矩。
FOC控制策略的优点是精度高、速度响应快，适用于对转矩、速度等要求高精度的应用场景。
2、直接转矩控制（DTC）DTC是一种无需转子位置、不依赖机械速度、直接控制电机转矩的控制策略。
DTC控制系统框图如下所示：图3 DTC控制系统框图其中，DTC控制策略包含状态估算、转矩控制、电流控制三个环节。
在DTC控制策略中，状态估算模块通过测量电机电压和电流，计算出电机的状态变量，包括d轴电感$L_{d}$、q轴电感$L_{q}$、磁通$\lambda_{m}$等；转矩控制模块通过计算得到电机转矩大小，从而实现对电机的转矩直接控制；电流控制模块实现对d轴、q轴电流的控制。
直驱式永磁同步风力发电系统最大功率追踪控制策略探究
直驱式永磁同步风力发电系统最大功率追踪控制策略探究摘要:在直驱式永磁同步风力发电系统运行的过程中，对其最大功率进行追踪控制是掌握其实时状态的重要工作。
本文将对直驱式永磁同步风力发电系统最大功率进行分析，并探讨其追踪控制的策略。
关键词:直驱式永磁同步风力发电最大功率追踪一、最大功率的追踪原理（一）风力机的输出特性风力机叶片的半径用r表示，ρ则代表着空气的密度，v是实际测得的风速。
则能用以下的函数关系来表示风力机轴上的机械功率输出：式（4）中风力机输出的机械功率与转速之间的关系称为最佳功率曲线，而在式（5）中机械转矩与转速呈现出的函数变化关系则是最佳转矩曲线。
在风速保持不变的情况下风力机保持最大功率的稳定运行，叶尖线边缘瞬时速度将能与风速保持式（3）的函数关系，也就是说此时的风力机叶尖速比处于最佳，而最佳功率曲线和最佳转矩曲线分别在此时满足式（4）和式（5）。
在风力机运行时风速不稳定的状况下，风力机所提供的机械功率输出、机械转矩和最佳功率、最佳转矩曲线可以用图2来表示（二）最大功率追踪原理及具体实现方案在图2（b）所表示的函数中，通过人为的办法对发电机的运行状态进行调节，使转矩和转速在一定条件下跟式（5）中的函数关系保持一致，系统将能在风力机转矩特性与发电机机械特性的交点处达到平衡。
图2（b）中的A、B、C、D四个点分别代表不同风速下风力机的最大输出功率，而风力机在这时的叶尖速比处于最佳，并且这四个平衡点处于稳定状态，满足以下公式：对功率进行控制。
由于实际操作不能准确地测定发电机能从轴上得到多少能量，所以一般会以并网条件下的有功功率作为这个值，并通过控制有功功率来完成对发电机的功率控制。
而在发电机工作的过程中，会因为自身克服阻力而产生能量的损耗，而这些损耗很难计算却又不能忽略不计，所以实际测定会出现较大偏差。
对转矩进行控制。
在实际的操作中，不论是对功率进行控制还是对转速进行控制，都要通过改变转矩来完成。
《基于永磁同步电机的直驱型风力发电系统控制策略的研究》范文
《基于永磁同步电机的直驱型风力发电系统控制策略的研究》篇一一、引言随着环境保护意识的提高和可再生能源的持续发展，风力发电作为一种清洁、可持续的能源利用方式，越来越受到全球的关注。
直驱型风力发电系统因其结构简单、维护方便、效率高等优点，逐渐成为风力发电领域的研究热点。
其中，永磁同步电机（PMSM）作为直驱型风力发电系统的核心部件，其控制策略的优劣直接影响到整个系统的性能。
因此，对基于永磁同步电机的直驱型风力发电系统控制策略的研究具有重要的理论意义和实际应用价值。
二、永磁同步电机的基本原理永磁同步电机是一种利用永久磁场产生电势和转矩的电机。
其基本原理是利用电机内部的磁场与电流的相互作用，产生转矩，驱动电机转动。
PMSM具有高效率、高功率密度、低噪音等优点，在直驱型风力发电系统中得到广泛应用。
三、直驱型风力发电系统概述直驱型风力发电系统是一种将风能直接转换为电能的系统，其核心部件为永磁同步发电机。
该系统通过风轮机将风能转化为机械能，再由永磁同步电机将机械能转化为电能。
由于没有齿轮箱等传动部件，直驱型风力发电系统具有结构简单、维护方便、可靠性高等优点。
四、控制策略研究针对直驱型风力发电系统中永磁同步电机的控制策略，本文主要研究以下几个方面：1. 最大功率点跟踪（MPPT）控制策略：MPPT控制策略是直驱型风力发电系统的关键技术之一。
通过实时检测风速和电机转速，根据风电场的实际情况调整电机的工作状态，使系统始终运行在最大功率点附近，从而提高系统的发电效率。
2. 变频器控制策略：变频器是直驱型风力发电系统中的重要组成部分，其控制策略直接影响到电机的运行性能。
通过优化变频器的控制算法，可以实现电机的平稳启动、快速响应和高效运行。
3. 优化控制算法：针对永磁同步电机的特点，研究优化控制算法，如矢量控制、直接转矩控制等，以提高电机的运行效率和稳定性。
4. 故障诊断与保护策略：为确保直驱型风力发电系统的安全稳定运行，研究故障诊断与保护策略是必不可少的。
《基于永磁同步电机的直驱型风力发电系统控制策略的研究》
《基于永磁同步电机的直驱型风力发电系统控制策略的研究》篇一一、引言随着能源危机和环境污染问题的日益突出，可再生能源的开发与利用成为当前研究的热点。
风力发电作为可再生能源的一种重要形式，其技术的发展和进步对于满足人类对清洁能源的需求具有重要意义。
直驱型风力发电系统作为风力发电的一种主要形式，具有高效率、高可靠性等优点。
而其中，永磁同步电机（PMSM）以其独特的性能，被广泛运用于直驱型风力发电系统中。
因此，研究基于永磁同步电机的直驱型风力发电系统控制策略，对于提高风力发电的效率和稳定性具有重要意义。
二、永磁同步电机的基本原理永磁同步电机是一种利用永久磁场产生电能的电机。
其基本原理是利用风力驱动电机转动，电机内部的永磁体在转动过程中产生磁场，进而在定子线圈中产生电流，实现能量的转换。
永磁同步电机具有高效率、高功率密度、低噪音等优点，因此在直驱型风力发电系统中得到广泛应用。
三、直驱型风力发电系统的控制策略（一）最大功率点跟踪控制策略最大功率点跟踪（MPPT）是直驱型风力发电系统中的重要控制策略。
该策略通过实时监测风速和电机输出功率，调整电机的运行状态，使系统始终处于最大功率输出状态。
MPPT控制策略可以有效提高风力发电系统的效率和能量利用率。
（二）转速和电压控制策略转速和电压控制是直驱型风力发电系统中的基本控制策略。
通过对电机的转速和输出电压进行控制，可以保证系统的稳定运行。
在风速变化的情况下，通过调整电机的转速和电压，使系统始终保持在一个合理的运行范围内。
（三）基于现代控制理论的控制策略随着控制理论的发展，越来越多的先进控制策略被应用于直驱型风力发电系统中。
例如，模糊控制、神经网络控制、滑模控制等现代控制理论被广泛应用于系统的控制和优化。
这些控制策略可以有效地提高系统的动态性能和稳定性。
四、基于永磁同步电机的直驱型风力发电系统控制策略的研究针对基于永磁同步电机的直驱型风力发电系统，本文提出了一种综合性的控制策略。
《基于永磁同步电机的直驱型风力发电系统控制策略的研究》范文
《基于永磁同步电机的直驱型风力发电系统控制策略的研究》篇一一、引言随着可再生能源的持续发展，风力发电作为一种绿色、环保的能源方式，已逐渐成为全球范围内的研究热点。
在风力发电系统中，永磁同步电机（PMSM）因其高效率、高功率密度和低维护成本等优点，被广泛应用于直驱型风力发电系统。
本文旨在研究基于永磁同步电机的直驱型风力发电系统的控制策略，以提高系统的运行效率和稳定性。
二、永磁同步电机基本原理永磁同步电机（PMSM）是一种以稀土永磁材料作为转子磁场的电机。
其基本原理是利用电子控制系统控制定子电流的相位和幅值，使电机产生恒定的电磁转矩，从而实现电机的稳定运行。
PMSM具有高效率、高功率密度、低噪音等优点，适用于直驱型风力发电系统。
三、直驱型风力发电系统概述直驱型风力发电系统是指风能直接驱动永磁同步电机进行发电的系统。
该系统无需齿轮箱等传动装置，简化了系统结构，提高了系统的可靠性。
同时，由于直接利用风能驱动电机，使得系统的能量转换效率更高。
四、控制策略研究针对直驱型风力发电系统，本文研究以下控制策略：1. 最大功率点跟踪（MPPT）控制策略：为充分利用风能资源，通过控制电机的工作点在最佳工作曲线附近，实现最大功率输出。
通过实时监测电机的输出功率和风速等信息，调整电机的转速和电压等参数，实现MPPT控制。
2. 速度和电流双闭环控制策略：为保证电机的稳定运行和输出功率的稳定性，采用速度和电流双闭环控制策略。
外环为速度环，根据风速和系统要求设定目标转速；内环为电流环，根据电机定子电流的实际值与参考值之间的误差调整电流控制器，实现对电机转速的精确控制。
3. 故障诊断与保护策略：为保证系统的安全运行，设计故障诊断与保护策略。
通过实时监测电机的运行状态和系统参数，及时发现并处理系统故障。
当系统出现异常时，自动切断电源或调整系统工作状态，避免设备损坏或事故发生。
五、实验与分析为验证所提出的控制策略的有效性，本文进行了实验分析。
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最佳功率 Ｐｏｕｔ只与风力机的机械转速有关。
Ｐｏｕｔ＝ｋω３
（２）
其 中 ，ｋ＝ １２ρπＲ２（λＲｏｕｔ）３ Ｃｐω３ 。
实现最大风能追踪，就必须在风速变化的同时
控制风力机运行在最佳叶尖速比λｏｕｔ下。 如 图 １ 所 示 最佳功率 Ｐｏｕｔ曲线。
图 ２ 变 换 器 模 型
变换器主电路中的三个桥臂的开关状态可以用开 关函数Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃ 来表示，当相应桥臂的上管导通时， 开关函数值取１，反之则为０。三个桥臂的开关组合可 以得到８个电压空间矢量，其中，有６个有效电压空间 矢量“１００”、“１１０”、“０１０”、“０１１”、“００１”、“１０１”和 ２ 个零矢量“０００”、“１１１”。由于Ｓａ、Ｓｂ 和Ｓｃ 各有两种状 态：０或１， 因 此 整 个 变 换 器 可 以 得 到 ８ 种 开 关 状 态。 它们在二相旋转坐标系中的空间位置如图３所示。
鞠天广等：直驱永磁同步风力发电机控制策略的研究
·３９ ·
在不同扇区 Ｔ１、Ｔ２ 的时间按表１取值，零电压 矢量作用时间为 Ｔ０＝Ｔ－Ｔ１－Ｔ２。 同 时 还 要 进 行 饱 和判断，若 Ｔ１＋Ｔ２＞Ｔ 时， 对 时 间 Ｔ１、Ｔ２ 进 行 时 间换算：Ｔ１＝Ｔ×Ｔ１／（Ｔ１＋Ｔ２）和 Ｔ２ ＝Ｔ×Ｔ２／（Ｔ１ ＋Ｔ２）。
２．Ｉｎｎｅｒ Ｍｏｎｇｏｌｉａ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｈｏｈｈｏｔ ０１００２０，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｃｏｍｐａｒｅ ｗｉｔｈ ＡＣ ｅｘｃｉｔａｔｉｏｎ ｄｏｕｂｌｙ ｆｅｄ ｗｉｎｄ ｅｎｅｒｇｙ ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ，ｄｉｒｅｃｔ－ｄｒｉｖｅ ｐｅｒｍａｎｅｎｔ ｍａｇｎｅｔ ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ ｗｉｎｄ ｐｏｗｅｒ ｓｙｓｔｅｍ ｈａｓ ｔｈｅ ａｄｖａｎｔａｇｅｓ ｏｆ ｓｉｍｐｌｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ｐｏｗｅｒ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ａｎｄ ｈｉｇｈ ｒｅｌｉａ－ ｂｉｌｉｔｙ．Ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ，ａ ｎｅｗ ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｐｏｗｅｒ ｓｙｓｔｅｍ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｓｏｆｔｗａｒｅ ＰＳＣＡＤ／ＥＭＴＤＣ ｗａｓ ｕｓｅｄ ａｓ ｔｈｅ ｂａｓｅ，ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｍｏｄｅｌ ｆｏｒ １．５ ＭＷ ＰＭＳＧ ｗｉｎｄ ｐｏｗｅｒ ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ ｗａｓ ｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ；Ｂｅｌｏｗ ｔｈｅ ｒａｔｅｄ ｗｉｎｄ ｓｐｅｅｄ，ｔｈｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ＰＭＳＧ ｗｉｎｄ ｐｏｗｅｒ ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ ｕｎｄｅｒ ｔｈｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｔｒａｔｅｇｙ ｏｆ ｔｈｅ ｏｐｔｉｍｕｍ ｔｉｐ ｓｐｅｅｄ ｒａｔｉｏ ｗａｓ ｓｔｕｄｉｅｄ，Ｕｓｉｎｇ ｓｐａｃｅ ｖｅｃｔｏｒ ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ，ｍａｘｉｍｕｍ ｗｉｎｄ ｐｏｗｅｒ ｔｒａｃｋｉｎｇ ｃｏｎｔｒｏｌ ｗａｓ ａｃｈｉｅｖｅｄ；ＶＳＣＦ ａｎｄ ｔｈｅ ｄｅｃｏｕｐｌｅｄ ｃｏｎｔｒｏｌ ｏｆ ａｃｔｉｖｅ ｐｏｗｅｒ ａｎｄ ｒｅａｃｔｉｖｅ ｐｏｗｅｒ ｏｆ ｎｅｔｓ ｓｉｄｅ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ ｇｒｉｄ－ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ ｗａｓ ａｌｓｏ ａｃｈｉｅｖｅｄ．Ｆｉｎａｌｌｙ ｔｈｅ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｒｅｓｕｌｔ ｗａｓ ａｎａｌｙｚｅｄ；ｔｏ ｖｅｒｉｆｙ ｔｈｅ ｖａｌｉｄｉｔｙ ｏｆ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｔｒａｔｅｇｙ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ＰＳＣＡＤ／ＥＭＴＤＣ；ＰＭＳＧ；ｗｉｎｄ ｐｏｗｅｒ ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ；ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｔｒａｔｅｇｙ
０； 那 么 扇 区 号 的 判 断 公 式 为 ：Ｐ＝Ａ＋２Ｂ＋４Ｃ。
（２）计算 扇 区 的 基 本 电 压 矢 量 和 零 矢 量 作 用 时
间 Ｔｘ、Ｔｙ 和Ｔ０，令：
烄Ｘ＝槡３ ＴＶβ／Ｖｄｃ
Ｙ＝ 烅
（槡２３Ｖα＋
３２Ｖβ）Ｔ／Ｖｄｃ
（４）
Ｚ＝ 烆
（槡２３Ｖβ－
３２Ｖα）Ｔ／Ｖｄｃ
Байду номын сангаас 期
Ｔ，幅值为 Ｔ／２ 的 三 角 波 进 行 比 较， 比 较 结 果 改 变
的时刻就是电压空间矢量切换的时刻。以扇区３为
例，在一个周期内的开关时刻的波形如图４所示。
烄ＴＬ＝Ｔ０／４ 烅ＴＭ ＝ＴＬ＋ＴＸ／２
烆ＴＨ ＝ＴＭ ＋ＴＹ／２
（５）
表 ２ 比 较 器 赋 值
比较器
扇区 １ ２ ３ ４ ５ ６
任 永 峰 （１９７１）， 男 ， 博 士 ， 教 授 ， 研 究 方 向 为 风 力 发 电 ， 电 能 质 量 ， 光 伏 发 电 。 刘 峰 （１９８５）， 男 ， 硕 士 研 究 生 ， 研 究 方 向 为 风 力 发 电 。
·３８ ·
４５ 卷
其速度控制算法较为复杂。 本文通 过 ＰＳＣＡＤ／ＥＭＴＤＣ 仿 真 工 具 建 立 了 完
根据贝茨理论风轮机在风中获得的最大功率为：
Ｐｗ ＝１２Ｃ（β，λ）ρπＲ２ｖ３
（１）
式中，ρ为空气密 度；ｖ 为 风 速；Ｃ（β，λ）为 风 力 机 的风能利用系数，在桨距角β 一定的情况下，是叶 尖速比λ 的函数，λ＝ωＲ／ｖ；ω 为风力机的机械角速
度，Ｒ 为风轮半径。
本文只研究低于额定风速下控制风力发电机实现
随着发电机的容量要求越来越大，ＰＭＳＧ 在风力 发电中发挥了重要作用，该系统采用与风力机直接相 连的多极低速无刷永磁同步发电机，利用全容量变频
器实现并网发电，省去了双馈风力发电系统中的齿轮 箱，减少了发电机的维护工作，并且降低了噪声，使 直驱永磁风力发电机从众多变速恒频风力发电系统中 脱 颖 而 出 ， 具 有 很 好 的 发 展 前 景［４－５］。 文 献 ［６］采 用 不 可控整流和可控逆变作为并网电路，实现了直驱永磁 风力发电机无速度传感器控制和最大风能跟踪控制， 具有系统成本较低和控制算法简单等优点，但其缺点 是不能直接调节发电机转矩，动态响应稍慢，发电系 统不能灵活的实现自启动或制动等功能；而且不可控 整流会增大发电机的定子谐波电流，加大电机损耗和 转矩脉动。文献［７］采 用 双 ＰＷＭ 变 换 器 作 为 并 网 电 路，通过对发电机的最优速度控制实现风能跟踪，但
Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｓｔｒａｔｅｇｙ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｆ Ｐｅｒｍａｎｅｎｔ－ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｄｉｒｅｃｔ－ｄｒｉｖｅ Ｗｉｎｄ Ｐｏｗｅｒ Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ
ＪＵ Ｔｉａｎｇｕａｎｇ１，ＲＥＮ Ｙｏｎｇｆｅｎｇ１，ＬＩＵ Ｆｅｎｇ１，ＧＵＡＮ Ｙｏｎｇ２，ＣＯＮＧ Ｙｕ２ （１．Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｉｎｎｅｒ Ｍｏｎｇｏｌｉａ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｈｏｈｈｏｔ ０１００５１，Ｃｈｉｎａ；
整的 ＰＭＳＧ 仿真模型， 采 用 空 间 矢 量 调 制 方 法 实 现 了风力发电机最大风能跟踪的控制；网侧并网实现 了变速恒频有功功率和无功功率的解耦控制。
１ 最大风能捕获控制原理
不够的，需更多的电压空间矢量。办法是通过三相 变换器的八个基本电压空间矢量的线性组合，产生 新的电压空间矢量。希望得到一组等幅而相位均匀 间隔的电压空间矢量组，连接相邻电压空间适量顶 点，构成一个正多边形。正多边形的边数愈多，愈 逼近于圆。图２为变换器模型。
表 １ Ｔ１、Ｔ２ 赋 值 表
扇区号 １ ２ ３ ４ ５ ６
Ｔ１
Ｚ Ｙ －Ｚ －Ｘ Ｘ －Ｙ
Ｔ２
Ｙ －Ｘ Ｘ Ｚ －Ｙ －Ｚ
（３）比 较 时 间 分 配 按 式 （５）， 在 不 同 扇 区， 按 表
２将 ＴＬ、ＴＭ 和 ＴＨ 分 别 赋 给 ＣＭＰＲ１、ＣＭＰＲ２ 和
ＣＭＰＲ３。将 ＣＭＰＲ１、ＣＭＰＲ２和 ＣＭＰＲ３ 与 周 期 为
收稿日期：２０１１ １２ ０６ 基金项目：２０１１年教育部新世纪优秀人才支持计划（ＮＣＥＴ－１１－１０１８）；教育部科学技术研究重点项目（２１００３７）； 内 蒙 古 自 然
科 学 基 金 （２０１１ＢＳ０９０３）； 内 蒙 古 人 才 开 发 基 金 。 作 者 简 介 ： 鞠 天 广 （１９８４）， 男 ， 硕 士 研 究 生 ， 研 究 方 向 为 风 力 发 电 。
两电平变换器有八个电压空间 矢量（其 中有 两个 是零矢量），因此其输出电压空间矢量的 运动 轨 迹是 正六边 形。 而 实 现 １２ 边 形、１８ 边 形、２４ 边 形、６ｎ 边形的电压空间矢量轨迹仅有八个电压空间矢量是
ＳＶＰＷＭ 实 现 首 先 要 确 定 指 令 电 压 矢 量 所 在 的 扇区，其次确定基本电压矢量的作用时间。
最大 风能捕 获， 所 以 桨 距 角β＝０。 当 桨 距 角 一 定 时 ， 风力机运行 于 最 佳 叶 尖 速 比λｏｕｔ时，就 可 以 获 得 最 大 风能利用系 数 Ｃｐ，此 时 风 力 机 的 转 换 效 率 最 高。因 此，对于某一特定风速，风力机应在一个特定的转速 下 运 行 才 能 实 现 对 风 能 的 最 大 捕 获［８］。 这 时 风 力 机 的
第４５卷 第８期 ２０１２年 ８月
ＭＩＣＲＯＭＯＴＯＲＳ
Ｖｏｌ．４５．Ｎｏ．８ Ａｕｇ．２０１２
直驱永磁同步风力发电机控制策略的研究
鞠 天 广１， 任 永 峰１， 刘 峰１， 关 勇２， 丛 雨２
（１．内蒙古工业大学 电力学院，呼和浩特 ０１００５１；２．内蒙古电力科学研究院 新能源所，呼和浩特 ０１００２０）
摘 要：与双馈交流励磁风力发电系统相比，直驱永磁同步风力发电系统具有结构简单、发电效率及运行可靠性高 等优点。本文利用电力系统仿真工具 ＰＳＣＡＤ／ＥＭＴＤＣ 为基础，建 立 了 １．５ ＭＷ 直 驱 永 磁 同 步 风 力 发 电 系 统 的 仿 真 模型；在低于额定风速下，研究了最佳叶尖速比控制策略下直驱永磁同步风力发电系统的特性，采用空间矢量调制 方法实现了风力发电机最大风能跟踪的控制；网侧变换器并网实现了变速恒频和有功功率与无功功率的解耦控制； 最后对仿真结果进行分析，验证了控制策略的正确性。 关 键 词 ：ＰＳＣＡＤ／ＥＭＴＤＣ； 直 驱 永 磁 同 步 发 电 机 ； 风 力 发 电 ； 控 制 策 略 中 图 分 类 号 ：ＴＭ３４１；ＴＭ３５１；ＴＭ３１５ 文 献 标 志 码 ：Ａ 文章编号：１００１－６８４８（２０１２）０８－００３７－０５