双PWM变换器控制及在永磁直驱风力发电系统中的应用
煤、石油、天然气等化石燃料资源日趋枯竭，能源安全问题越来越受到世界各国的广泛关注。近些年来，我国风电市场不断扩大，风电产业得到迅猛发展。在风力发电系统中，基于电力电子技术的功率变换器是主要的核心装置，通过控制变换器实现发电机与电网之间的柔性连接，调节发电机转速，同时对风电系统稳定、高效的运行有重要意义。
本论文以永磁直驱风力发电系统为主要研究对象，围绕双PWM变换器数学模型及其控制策略进行研究，通过建模仿真验证研究的正确性。
对比分析了永磁直驱风力发电系统变换器常用的拓扑结构，综述了变换器控制技术的发展现状;选取背靠背电压型双PWM变换器为研究对象，在参考坐标变换理论基础上，分析并搭建了风力机、永磁同步电机和PWM变换器的数学模型，为仿真分析提供依据。
依据变换器控制的数学模型，对网侧变换器和机侧变换器的控制策略进行了研究。网侧变换器采取前馈解耦方案，实现VSR的有功、无功功率解耦控制，获得基于电网电压定向的双闭环控制策略;机侧变换器采用零d轴电流控制策略，基于转子磁场定向的矢量控制方法，通过矢量控制方法实现对定子电流的控制，达到良好的转矩控制性能;对系统控制参数、交流滤波电感以及直流电容的参数进行设计，为参数的选取提供一定的参考。
针对PI控制在直流母线电压控制中出现的波动现象，将自抗扰控制技术应用到网侧变换器控制系统中，实现了直流母线电压快速响应并在最短的时间内达到稳定值，与PI调节器的电压环相比，具有更好的控制品质和稳态精度。
建立了MATLAB仿真模型，仿真结果表明系统具有良好的动态响应能力，验证了所提控制策略的正确性和有效性。
风力发电系统;PWM变换器;永磁直驱;空间矢量脉宽调制;解耦控制;自抗扰控制;动态响应
广东工业大学
硕士
控制理论与控制工程
杨俊华
2013
中文
TM614
78
2013-10-08（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）