永磁直驱风力发电机网侧变换器控制策略研究与仿真

"永磁直驱风力发电机网侧变换器的研究与仿真 (2012年)" 本文主要探讨了永磁直驱风力发电机的网侧变换器，这是一种关键的电力电子设备，用于将风力发电机产生的交流电转换为适合并入电网的电能。永磁直驱风力发电机因其结构简洁、高效、低维护成本而备受青睐。发电机内部使用永磁体替代传统的励磁绕组，减少了电刷结构，提升了可靠性和效率。 文章首先介绍了网侧变换器的基本结构和工作原理，它通常包括机侧变换器、直流侧电容和网侧变换器三部分。发电机的转速随风速变化，但通过网侧变换器的控制，可以使输出电能的频率保持恒定，实现变速恒频发电，以优化风能利用。 接着，作者详细推导了网侧变换器的数学模型，并运用坐标变换将其转化为dq旋转坐标系下的模型，这是进行精确控制的基础。论文提出了一种基于前馈解耦和双闭环控制策略的方法，旨在稳定直流侧电压并调整网侧功率因数。前馈解耦控制可以提前预测系统响应，减少误差；而双闭环控制则通过PI（比例积分）调节器分别对电流和电压进行独立控制，以实现系统的稳定运行。 此外，为了提高直流侧电压的利用率，文章引入了空间矢量调制技术。这种调制方法能更有效地控制逆变器开关状态，使得直流电压得以充分利用，同时减小谐波影响，提高电能质量。 在MATLAB/SIMULINK仿真环境中，作者建立了一个完整的永磁直驱风力发电机网侧变换器模型，通过仿真验证了所提出的控制策略的有效性。仿真结果表明，这种控制策略能够有效实现直流侧电压的稳定和网侧功率因数的调节，满足风力发电系统的设计要求。 这篇论文深入研究了永磁直驱风力发电机网侧变换器的控制策略，为风力发电系统的优化设计提供了理论依据和技术支持。