直驱式永磁同步风电机组控制系统
1
控制系统整体框架和方案
1.1
系统整体框架
采用直驱式永磁同步发电机的变速恒频风力发电系统框图如图
1
所示。
图
1
采用直驱式永磁同步发电机的变速恒频风力发电系统
控制变量：发电机转速
()
qe
iT
→→
；变频器调制信号。
系统控制方式：电机侧：转速外环
-
电流环（
d
轴磁链环、
q
轴转矩环）；电网侧：
电压
-
电流环。
变频器：采用电压源式
IGBT
变流器。也称为背靠背式双
PWM
变流器（实现
d-q
轴上电流分量的解耦和电网侧变流器与电网之间交换的有功、无功功率的解耦控制）。
变频器控制方式：空间矢量控制（
SVPWM
）。
控制目标：最大风能跟踪；保持直流电压为恒定值、功率因数可调。
1.2
控制方案
对于电机侧，在切入风速以上额定风速以下，采用最大风能跟踪控制策略，具体
采用转子磁链定向零
d
轴控制策略；在额定风速以上，切出风速以下，采用恒功率控
制策略，具体采用分级变桨控制，将风电机组输出功率控制在额定功率附近的可接受
dj
i
w
V
m
*
m
Q无功功率
SVPWM
AC
AC
DC
DC
SVPWM
PMSG
dc
u
*
dc
u
电网
dw
i
c
i
dj
P
dw
P
变流器
机侧控制器
网侧控制器
dj
i
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