九相定子永磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)控制技術(shù)研究.pdf

1、由于化石能源儲備有限且其使用易對環(huán)境造成污染，使得清潔能源受到很大的關(guān)注。我國政府把開發(fā)無污染的可再生能源作為能源發(fā)展的重中之重，在眾多清潔能源中，風(fēng)能因其豐富的蘊(yùn)藏量和清潔無污染的特點具有廣闊的發(fā)展前景。
　　目前，在風(fēng)電工業(yè)界，直驅(qū)型永磁同步風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)因省去了齒輪箱，減少了安裝和維護(hù)費用，可靠性高等優(yōu)點非常適合于海上風(fēng)電這種運行維護(hù)成本高的場合。但是，傳統(tǒng)永磁同步風(fēng)力發(fā)電機(jī)的永磁體安裝在轉(zhuǎn)子表面不易散熱，會導(dǎo)致永磁體發(fā)熱甚至

2、損壞。所以本文針對一臺結(jié)構(gòu)新穎的九相定子永磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)進(jìn)行研究，永磁體和繞組均在定子上易于冷卻，大大降低了永磁體因高溫導(dǎo)致退磁的風(fēng)險。研究內(nèi)容包括基于傳統(tǒng)最大矢量開關(guān)表的直接轉(zhuǎn)矩控制(DTC)策略以及基于電壓空間矢量脈寬調(diào)制策略的直接轉(zhuǎn)矩控制(DTC-SVM)策略;基于直接轉(zhuǎn)矩控制最大風(fēng)能跟蹤控制策略，基于RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行風(fēng)速估計并考慮損耗轉(zhuǎn)矩的最大風(fēng)能跟蹤控制策略。為驗證上述所提控制策略的正確性與有效性，在Matlab/Simuli

3、nk里進(jìn)行了仿真驗證，構(gòu)建實驗平臺進(jìn)行了實驗驗證。此外，針對一臺現(xiàn)代大型風(fēng)力機(jī)進(jìn)行了變槳控制策略研究，包括滑模變槳距控制策略以及基于模糊調(diào)節(jié)邊界層準(zhǔn)滑模變槳優(yōu)化控制策略，對所提控制策略進(jìn)行了仿真驗證。
　　論文主要研究內(nèi)容如下:
　　1、分析了九相定子永磁風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)，建立了相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型，依據(jù)所建立的數(shù)學(xué)模型搭建了系統(tǒng)仿真模型。
　　2、分析了九相定子永磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)的DTC策略，包括基于開關(guān)表DTC以及DT

4、C-SVM控制策略，并對上述兩種控制策略進(jìn)行了仿真和實驗研究。
　　3、提出了基于直接轉(zhuǎn)矩最大風(fēng)能跟蹤控制策略，并針對損耗轉(zhuǎn)矩?zé)o法精確計算所導(dǎo)致的效率降低問題，設(shè)計了基于風(fēng)速估計考慮損耗轉(zhuǎn)矩的最大風(fēng)能跟蹤控制策略。
　　4、設(shè)計了滑模變槳控制器，并在傳統(tǒng)滑模變槳距控制的基礎(chǔ)上分析了邊界層寬度對控制效果以及槳距角執(zhí)行機(jī)構(gòu)疲勞載荷的影響，針對變槳執(zhí)行機(jī)構(gòu)的抖振問題提出了模糊調(diào)節(jié)邊界層的準(zhǔn)滑模變槳控制策略。
　　5、搭建了以