直驱式风力发电系统最大功率点跟踪控制策略的研究

来源 :河北工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:mingxing10192009
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风能作为一种蕴含巨大潜力的清洁可再生能源,其开发利用成为电力领域的研究热点。本文主要对直驱式风力发电系统的最大功率点跟踪控制策略进行研究,目标是提高风能的使用效率,这在资源短缺的今天具有重大的现实意义。  论文首先对基于双PWM拓扑结构的直驱式风力发电系统构成及各部分数学模型和运行特性进行了较为详细的理论分析,搭建各部分仿真模型,为实现对直驱式风力发电系统的研究奠定良好的理论基础。  然后从实现最大功率点跟踪控制原理入手,对基于转速控制的最大功率点跟踪控制理论展开研究。转速控制主要采用SVPWM的矢量控制及电流滞环控制来实现,通过分析两种控制方法的特点,提出了改进的电流滞环控制策略。该控制策略相比矢量控制技术具有系统结构简单、控制方便的优点;同时改进了电流滞环控制d轴电流不能为稳定0值的缺点。  为了实现最大功率点跟踪控制的控制目标,本文对直流母线电压的直接功率控制策略进行了研究,使母线电压能维持在恒定范围内,并具有较小的超调量及快速的响应时间,为验证最大功率点跟踪控制策略的正确性和可行性奠定了基础。  最后对直驱式风力发电控制系统进行了建模和仿真分析。转速控制的仿真结果表明了本文提出的改进的电流滞环控制的可行性。其仿真波形较之于电流滞环控制策略,在d轴电流稳定性和系统响应时间上都得到了明显改善,能成功实现最大功率跟踪这一控制目标。直流母线电压控制的仿真结果表明了直接功率控制策略可以使直流母线电压稳定在给定值附近且具有较好的动态响应特性。通过对整机模型的搭建,最终验证了本文研究内容的正确性。
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