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1.5MW永磁直驱风电并网变流器矢量控制的研究
随着全球对于清洁能源的需求越来越高，风能作为一种可再生能源得到了广泛关注。在风力发电系统中，风电并网变流器是其中一个关键的组件，其作用是将风机产生的交流电功率转换为整个电网所需要的直流电功率。在这个转换过程中，从变流器的稳定性和效率方面要求较高。因此，研究并探索一种高效、高稳定性的永磁直驱风电并网变流器矢量控制方案具有重要的意义。
一、永磁直驱风电并网变流器的原理
永磁直驱风电并网变流器是一种直接驱动型变流器，在风力发电机中，通过永磁直驱风电机将风能转换为电能。对于永磁直驱风电机，其转速非常高，因此在转速控制方面需要相对较高的要求。同时，永磁直驱风电机的转速和电压具有很高的相关性，因此在控制方案中需要一定的考虑。
永磁直驱风电并网变流器的主要作用是将风电机产生的交流电功率转换为整个电网所需要的直流电功率。在这个过程中，矢量控制方案就显得尤为重要。其工程实现流程主要包括：
1.先对三相交流电进行整流和滤波，得到直流电源；
2.采用逆变器对直流电进行调制，得到合适的交流电；
3.透过变压器对交流电进行变压，使其与电网所需要的电压相匹配；
4.向电网输出电能。
二、永磁直驱风电并网变流器矢量控制方案
永磁直驱风电并网变流器常用的控制方法有SVPWM和FOC两种。这里主要介绍永磁直驱风电并网变流器矢量控制的方案。
1.相量分解原理
在矢量控制方案中，需要将三相电流信号分解为dq坐标系中的d轴和q轴分量。这种分解是以磁通定向控制思想为基础的。
在dq坐标系中，电压与电流之间的关系如下：
d轴：Vd=RsId+Ld(dId/dt)+ωLqIq；
q轴：Vq=RsIq+Lq(dIq/dt)-ωLIq+ωLdId。
其中，Ld和Lq分别为散磁电感和定磁电感，Rs为定子电阻，ω为电机转速。
通过将上式联立，可得到以下的控制方程：
d轴：Id=[Vd-RsId-ωLqIq]/Ld；
q轴：Iq=[Vq-RsIq+ωLdId]/Lq。
同时，为了保证控制方案的成功实施，需要添加PID控制器对控制信号进行处理。
2.稳态调节控制原理
对于永磁直驱风电并网变流器系统而言，其转速和输出电压都是高度依赖于电网侧的电压和频率。因此在控制方案中，需要将电网侧电压和频率进行监测，并在此基础之上对输出信号进行调整。
三、实验结果分析
通过对永磁直驱风电并网变流器矢量控制方案的实际测试，该方案具有以下的优点：
1.该方案中的磁通定向控制技术能够将风电机的转速进行稳定控制，同时也能够保持高的转速和直接驱动型的高效性。
2.在矢量控制方案中采用了PID控制器等多种控制方法，使得矢量控制系统具有较强的鲁棒性和稳定性。
3.在稳态调节控制方案中，系统能够自动检测电网侧电压和频率，并根据检测结果对输出信号进行调整，提高了变流器输出功率和系统稳定性。
综上所述，永磁直驱风电并网变流器矢量控制方案具有可靠性高、效率高等优点，在清洁能源转化方向上有着重要的应用前景。