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低并網電流諧波的直驅永磁風力發電系統研究

2012-10-29 瀏覽數:1045

  由上式可知,去掉交叉耦合項,電機的d、q軸的電流和機端電壓之間是一階慣性環節,故設計PI 調節器對電流環進行控制,電流環的主要作用是迅速跟隨電流給定,PI 控制器的參數按典型Ⅰ型系統整定。矢量控制的外環是轉速環,依據控制目的不同有最大轉矩電流比控制,最小損耗控制,以及零d 軸電流控制等。零d 軸電流控制最顯著的優點是能獲得轉矩和電流的線性關系,并且能避免控制策略引起的永磁體退磁。永磁電機產生電磁轉矩公式如式(3),采用零d 軸電流控制,轉速環的輸出作為q 軸電流環的給定,由于f ψ 為常數,所以轉矩大小由q 軸電流唯一決定。

  其中發電機的旋轉速度rω ,由發電機電磁轉矩e T ,風力機驅動轉矩m T ,系統阻尼系數m B ,以及轉動慣量J ,轉子對數p 決定。其轉速與轉矩的關系也為一階慣性環節,由于速度環主要考慮抗擾性能,按典型Ⅱ型系統進行設計,具體過程不再贅述。為了最大程度的獲取風能,電機側變流器還需要進行最大風能跟蹤(MPPT),風力發電機的MPPT 算法有很多種,本文采用“爬山法”跟蹤最大功率點,將永磁同步發電機當前的發電功率反饋給MPPT 控制器,與上一次的功率反饋值進行比較,來決定轉速的擾動量Δω ,并與上次的轉速給定值進行相加ω∗ + Δω ,作為當前速度環的參考轉速。
  2.2 網側變流器控制
  網側變流器的主要目的是把永磁電機發出的電能送到電網中,保持中間直流電壓的穩定并為電力系統的運行提供必要的無功功率[7]。對于L 型電感濾波的三相并網系統,與電網電壓同步旋轉的并網變流器d、q軸系下的系統模型為

【延伸閱讀】

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閱讀上文 >> 非金屬補償器的特點
閱讀下文 >> 電網故障期間雙饋風力發電機的魯棒去磁控制方案

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