軸向磁場(chǎng)磁通切換永磁風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)技術(shù)的研究

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軸向磁場(chǎng)磁通切換永磁風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)技術(shù)的研究_第1頁(yè)
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1、摘要摘要風(fēng)能作為一種可再生的綠色能源,能夠有效地解決人類(lèi)目前所面臨的常規(guī)能源短缺、環(huán)境污染等問(wèn)題,岡此,風(fēng)力發(fā)電受到了人們的廣泛關(guān)注并得到了較快的發(fā)展。直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng),岡其轉(zhuǎn)換效率高、可靠性高、控制靈活,成為繼雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)之后重要的研究方向。軸向磁場(chǎng)磁通切換型永磁(AxialFieldFlux.SwithingPermanetMagnet,AFFSPM)電機(jī)是一種新型雙凸極電機(jī),其軸向長(zhǎng)度短、功率密度高、感應(yīng)電勢(shì)正弦度好,在直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。本文以AFFSPM發(fā)電機(jī)為核心構(gòu)建直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng),圍繞其并網(wǎng)控制技術(shù)展開(kāi)研究。首先,推導(dǎo)三相PW

2、M(Pulse.WidthModulation)整流器在abc和dqO坐標(biāo)系上的數(shù)學(xué)模型,在此基礎(chǔ)上,分析兩種電壓定向的PWM整流器控制策略——電壓空間矢量PWM(SpaceVcctorPWM,SVPWM)控制策略和直接功率控帶lJ(DirectPowerControl,DPC)策略。針對(duì)DPC策略,本文通過(guò)加入一個(gè)功率狀態(tài)變量,細(xì)分了開(kāi)關(guān)表,進(jìn)而提出一種新型三狀態(tài)DPC策略。在仿真環(huán)境下對(duì)SVPWM控制策略和三狀態(tài)DPC策略進(jìn)行驗(yàn)證。其次,推導(dǎo)AFFSPM發(fā)電機(jī)的數(shù)學(xué)模型,并將永磁同步電機(jī)的控制策略應(yīng)用于AFFSPM發(fā)電機(jī)的控制,詳細(xì)分析i,a=0的矢量控制和

3、電流滯環(huán)跟蹤PWM控制技術(shù),給出控制結(jié)構(gòu)框圖和實(shí)現(xiàn)方式,并在MATLAB/simulink環(huán)境下對(duì)兩種發(fā)電機(jī)側(cè)控制策略進(jìn)行仿真研究。第三,在分析現(xiàn)有直驅(qū)式永磁同步風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)的常見(jiàn)結(jié)構(gòu)后,提出一種適合AFFSPM風(fēng)力發(fā)電機(jī)自身特點(diǎn)的并網(wǎng)系統(tǒng),并將三狀態(tài)DPC策略引入并網(wǎng)逆變器的控制,針對(duì)整個(gè)并網(wǎng)系統(tǒng)在仿真環(huán)境下建立模型驗(yàn)證其可行性。最后,為了實(shí)現(xiàn)前文所述各控制策略,搭建AFFSPM風(fēng)力發(fā)電實(shí)驗(yàn)平臺(tái),設(shè)計(jì)并制作硬件電路,編寫(xiě)上位機(jī)程序和DSP控制程序。在實(shí)驗(yàn)環(huán)境中一一驗(yàn)證前文仿真計(jì)算的正確性,為AFFSPM風(fēng)力發(fā)電機(jī)的實(shí)際應(yīng)用提供理論依據(jù)。關(guān)鍵詞:磁通切換,軸

4、向磁場(chǎng),風(fēng)力發(fā)電,三相PWM變換器,直接功率控制ABSTRACTABSTRACTWindenergyasarenewablegreenenergy,caneffectivelysolvethehumanproblemssuchasconventionalenergyshortageandenvironmentalpollution.Thereforewindpowergemarationhasbeenthefocusoftheworldandachievedrapiddevelopment.Direct—drivewindpowergenerationtechn

5、ologyiSconsideredtobeanotherimportantresearchdirectionfollowingthedouble—fedwindpowergenerationinwindgenerationtechnologyareabecauseofitshighcoversionefficiency,highreliabilityandflexiblecontr01.Axialfieldflux..swithingpermanetmachineisanoveldoubleysalientmachine.Thisnewkindofmachine

6、hasgreatpotentialduetoitsshortaxiallength,highpowerdensityandhighsinusoidalEMF.Adirect—drivewindpowergenerationsystemwiththeAFFSPMmachineisbuiltinthisthesisandthecorrespondingcontroltechnologiesarestudied.Firstly,themathematicaImodelsbothonabeanddq0coordinatesystemofthethree—phasevol

7、tagesourserectifier(VSR)arededuced.Onthisbasis,twovoltage—directionalcontrolsrategiesofthree-phaseVSR,includingtheSpaceVectorPWM(SVPWM)strategyanddirectpowercontrolstrategy,areanalyzed.Inthisthesis.a(chǎn)newDPCschemeisproposed,inwhichapowerstatevariableisaddedtOsubdividetheswitchtable.The

8、newtriple.st

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