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《江南大学》 2012年
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独立式PMSG风电实验平台的研究与实现

王新新  
【摘要】:随着化石能源的大量使用,地球上的不可再生能源储藏量日益减少,因此,人们试图寻找可再生能源作为化石能源的替代物,如太阳能、风能、水能、核能、生物质能等,其中风能储藏量巨大、分布广、无污染,已经得到广泛的开发应用。在实验室中对风力发电技术进行前期研究时,无法依靠实际风电场环境,因此,风力发电实验平台的建立意义重大,可以降低研究成本,缩短研究时间,加快风电技术的发展。 首先,本文介绍了风电实验平台的工作原理及技术现状,对比了几种常用的风电实验平台。在此基础上,确定一套离网式风电实验平台的方案,分别采用异步电动机(IM-Induction Motor)和永磁同步发电机(PMSG-Permanent Magnet Synchronous Generator)作为这套平台的风力机模拟原动机和发电机,通过变流器的控制最终实现对220V/50Hz可选交流负载供电。 其次,对比分析了常用异步电动机控制策略:矢量控制和直接转矩控制的优缺点,最终确定在传统直接转矩控制策略中引进模糊控制和神经网络,分别以模糊控制器和神经网络定子磁链观测器代替传统方法中的滞环比较器及u-i/i-n/u-n定子磁链观测器,实现对异步电动机的智能直接转矩控制,达到精确模拟风力机输出转矩的目的。 最后,在所选平台方案结构基础上,采用DSP320F2812完成系统硬件和软件设计。系统设计包括风力机模拟子系统和离网发电子系统两部分。风力机模拟子系统主要解决:直流母线电压和定子电流采样电路、光耦隔离电路以及整流逆变电路的器件选型,智能直接转矩控制所涉及到的算法及其DSP实现;离网发电子系统主要解决:风电实验平台的主电路拓扑、器件选型及控制策略的软件设计。 仿真和实验结果验证了系统达到预期任务,智能直接转矩控制策略有效地减少了磁链和转矩脉动,适用于采用PMSG的低速风电系统。
【学位授予单位】:江南大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:TM614

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【参考文献】
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