1、目前，雙饋型風力發(fā)電機普遍使用電壓源型雙PWM變頻器作為勵磁系統(tǒng)電源。雙PWM變頻器需要大電容作為直流儲能元件，不僅體積大、重量重，且不易維護，同時大電解電容的電解液易于揮發(fā)，嚴重影響變頻器的壽命。矩陣變換器不存在大電容或大電感，具有體積小，易維護等優(yōu)點，因此研究矩陣變換器交流勵磁系統(tǒng)，對減小勵磁系統(tǒng)體積，提高功率密度，降低維護成本均有重要意義。但由于矩陣變換器本身結構復雜，控制難度大，將其應用于雙饋電機交流勵磁系統(tǒng)，還存在著并網困難、

2、運行性能欠佳等問題。為此論文研究了基于矩陣變換器勵磁的雙饋型風力發(fā)電機并網運行控制策略，并通過實驗和仿真驗證了所提控制策略的有效性。論文的主要研究內容及創(chuàng)新性工作如下：
　　 (1)在深入分析雙饋電機數(shù)學模型和矩陣變換器調制策略的基礎上，根據(jù)矩陣變換器勵磁的雙饋電機空載、正常工況下和非正常工況下三種運行狀態(tài)，提出了基于矩陣變換器勵磁的雙饋型風力發(fā)電機并網運行控制方案。該方案使得基于矩陣變換器勵磁的雙饋型風力發(fā)電機可以滿足在不同工

3、況下并網運行的要求。
　　 (2)針對在矩陣變換器勵磁的雙饋電機并網瞬時定子沖擊電流較大的問題，提出了定子電壓閉環(huán)控制策略。該策略是將電網電壓的幅值和相位作為給定值，定子電壓幅值作為反饋值，實現(xiàn)對矩陣變換器虛擬逆變側的電壓幅值和相位控制，使定子電壓準確跟隨電網電壓，并簡化了復雜的解耦控制。實驗結果表明，減少了并網瞬時雙饋電機定子沖擊電流。
　　 (3)針對傳統(tǒng)的矩陣變換器勵磁控制策略響應時間較長、超調量較大的問題，提出了

4、基于矩陣變換器勵磁的直接功率控制策略。該策略首先由定子有功功率誤差、無功功率誤差、定子電壓和轉子所處位置直接計算得到轉子電壓信號，再通過矩陣變換器間接空間矢量調制策略控制轉子電壓。該策略實現(xiàn)了在一個控制周期內消除定子側有功功率誤差和無功功率誤差，并省去了轉子電流閉環(huán)控制環(huán)節(jié)。因此該策略能夠有效提高響應速度，減少超調量。
　　 (4)針對傳統(tǒng)矩陣變換器勵磁控制策略在電網電壓擾動和電壓不平衡等非正常工況下運行效果不理想的問題，分別提

5、出了非線性最優(yōu)控制策略和電壓不平衡交流勵磁控制策略。仿真結果表明，非線性最優(yōu)控制策略在電網電壓擾動情況下減少了定子電壓、有功功率和定子磁鏈的調節(jié)時間；電壓不平衡交流勵磁控制策略在電網電壓不平衡情況下，根據(jù)不同控制目標，可以分別消除定子負序電流、減少有功功率脈動或無功功率脈動。
　　 (5)研發(fā)了矩陣變換器交流勵磁實驗系統(tǒng)。該系統(tǒng)以DSP控制器為核心構成主控系統(tǒng)和以IGBT模塊為開關器件構成主電路，并使用變頻器驅動異步電動機模擬風