一种永磁直驱风力发电系统及控制方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109449990A(43)申请公布日2019.03.08(21)申请号201811563653.5(22)申请日2018.12.20(71)申请人上海交通大学地址200000上海市闵行区东川路800号(72)发明人姚钢周荔丹穆罕默德·卢克曼杨頔(74)专利代理机构北京高沃律师事务所11569代理人程华(51)Int.Cl.H02J3/38(2006.01)H02J3/18(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图3页(54)发明名称一种永磁直驱风力发电系统及控制方法(57)摘要本发明公开一种永磁直驱风力发电系统及控制方法。永磁同步发电机将风力涡轮机的风力转换为电力，其输出端分别与变流器和整流器的输入端连接；变流器和整流器的输出端分别与三相逆变器的输入端连接，三相逆变器的输出端与交流电网连接；永磁同步发电机的转速采样输出端与控制器的输入端连接，控制器的输出端与整流器的驱动信号输入端连接，控制器控制转速调节信号与包含电机转子位置信息的标准正弦信号之积作为整流器的电流环参考信号；控制器的输出端与变流器的驱动信号输入端连接，控制器用于控制转速调节信号作为所述变流器上q轴电流分量的参考信号以及控制所述变流器上d轴电流分量的参考信号为0。本发明能够提高线路上的电流波形质量和功率因数，降低畸变率，调节无功输出。CN109449990ACN109449990A权利要求书1/2页1.一种永磁直驱风力发电系统，其特征在于，包括：风力涡轮机、永磁同步发电机、变流器、整流器、三相逆变器、交流电网和控制器，所述风力涡轮机与所述永磁同步发电机连接，所述永磁同步发电机用于将所述风力涡轮机的风力转换为电力，所述永磁同步发电机的输出端分别与所述变流器的输入端和所述整流器的输入端连接；所述变流器的输出端与所述整流器的输出端分别与所述三相逆变器的输入端连接，所述三相逆变器的输出端与所述交流电网连接；所述永磁同步发电机的转速采样输出端与所述控制器的输入端连接，所述控制器的输出端与所述整流器的驱动信号输入端连接，所述控制器用于控制转速调节信号与包含电机转子位置信息的标准正弦信号之积作为所述整流器的电流环参考信号；所述控制器的输出端与所述变流器的驱动信号输入端连接，所述控制器用于控制转速调节信号作为所述变流器上q轴电流分量的参考信号以及控制所述变流器上d轴电流分量的参考信号为0。2.根据权利要求1所述的永磁直驱风力发电系统，其特征在于，所述变流器采用二极管中点箝位式三电平变流器。3.根据权利要求1所述的永磁直驱风力发电系统，其特征在于，所述整流器采用三相维也纳整流器。4.根据权利要求1所述的永磁直驱风力发电系统，其特征在于，所述整流器的数量为1台。5.根据权利要求1所述的永磁直驱风力发电系统，其特征在于，所述整流器的数量为N台，N为大于1的整数，各所述整流器之间相互并联。6.根据权利要求1所述的永磁直驱风力发电系统，其特征在于，所述三相逆变器通过直流母线分别与所述变流器的输出端和所述整流器的输出端连接。7.一种永磁直驱风力发电系统的控制方法，其特征在于，包括：获取风力涡轮机的给定转速和实时转速；根据所述给定转速和所述实时转速，得到转速差值；将转速差值经过PI调节器后得到转速调节信号；获取滤波后的标准正弦信号；根据所述转速调节信号和所述标准正弦信号，得到整流器的电流环的参考信号；根据所述转速调节信号，得到变流器q轴电流分量的参考信号；将所述变流器上d轴电流分量的参考信号设置为0；将所述整流器的电流环的参考信号与整流器实际输入电流的差值经PI调节器后，得到第一输出信号；将所述变流器q轴电流分量的参考信号与变流器实际输入电流的q轴分量经PI调节器后，得到第二输出信号；将所述第一输出信号和所述第二输出信号分别进行PWM调制，得到的第一PWM调制信号和第二PWM调制信号；将所述第一PWM调制信号作为驱动信号发送至整流器；将所述第二PWM调制信号作为驱动信号发送至变流器。8.根据权利要求7所述的永磁直驱风力发电系统的控制方法，其特征在于，所述根据所述转速调节信号和所述标准正弦信号，得到整流器的电流环的参考信号，具体包括：2CN109449990A权利要求书2/2页将所述转速调节信号和所述标准正弦信号相乘，得到整流器的电流环的参考信号。3CN109449990A说明书1/5页一种永磁直驱风力发电系统及控制方法技术领域[0001]本发明涉及风力发电领域，特别是涉及一种永磁直驱风力发电系统及控制方法。背景技术[0002]直接驱动的基于PMSG的风电转换装置非常适合大型风力发电厂，已成为当今电力领域研究的热点之一，因其没有齿轮变速箱而大大减少了机械动力损失而得到工程师和设计者的认可。[0003]随着现如今电