永磁直驱风电系统网侧变换器的解耦控制策略研究

"永磁直驱式风电系统网侧变换器控制策略的研究，张豪，叶予光，基于永磁直驱风电系统背靠背双脉宽调制(PWM)全功率变换器的拓扑结构，深入研究了网侧变换器的控制策略，提出了一种新型的d-q轴电流线性化解耦控制策略，以改善系统的线性控制特性，并通过Matlab仿真验证了理论分析的正确性和控制策略的有效性。" 永磁直驱式风电系统是近年来风能利用领域的一种重要技术，其主要特点是通过永磁发电机直接将风能转化为电能，省去了传统的齿轮箱，提高了系统效率和可靠性。在这样的系统中，网侧变换器扮演着至关重要的角色，它连接风电系统与电网，负责调整发电功率，确保电能质量，并遵循电网的电压、频率等要求。 本文着重研究的是基于背靠背双脉宽调制（PWM）全功率变换器的永磁直驱风电系统网侧变换器的控制策略。双PWM变换器结构由两个独立的PWM逆变器组成，分别控制发电机侧和电网侧，实现了能量的双向流动。然而，在d-q旋转坐标系下，电流的d轴和q轴分量之间存在耦合，这会增加控制的复杂性，影响系统的动态性能和稳定性。 为解决这个问题，作者提出了一个创新的d-q轴电流线性化解耦控制策略。该策略的目标是分离d轴和q轴电流的控制，使其独立调节，从而简化控制算法，提高系统的线性响应。线性化处理能够减少耦合效应，使得系统对于电网条件变化和负载扰动具有更好的适应性，有助于提升风电系统的稳定性和发电效率。 为了验证这一控制策略的有效性，文章采用了Matlab/Simulink进行仿真分析。通过仿真，可以观察到在不同工况下，采用解耦控制策略的网侧变换器能够有效地跟踪参考信号，保持电流波形的平稳，同时减小了谐波含量，证明了该策略的理论正确性和实际应用价值。 这项研究为永磁直驱风电系统的网侧变换器控制提供了新的解决方案，对于提升风电系统的整体性能和并网适应性具有重要意义，同时也为后续的相关研究和工程实践提供了有价值的参考。