1、由于能源短缺和環(huán)境問題的雙重壓力,近年來包括風(fēng)能在內(nèi)的可再生能源在世界范圍內(nèi)獲得了飛速發(fā)展。我國同樣是風(fēng)能資源豐富的大國,大力發(fā)展風(fēng)力發(fā)電是解決我國能源困境和電力可持續(xù)發(fā)展的現(xiàn)實選擇。隨著風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的發(fā)展,出現(xiàn)了變速恒頻風(fēng)力發(fā)電機(jī)組和直接驅(qū)動永磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)組,因其效率高、穩(wěn)定性好、維護(hù)簡單實用,獲得了越來越廣泛的應(yīng)用。本文主要致力于研究基于直接驅(qū)動雙凸極永磁(DSPM)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的變速恒頻風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng),以實現(xiàn)穩(wěn)定的能量轉(zhuǎn)換和增強(qiáng)實用性

2、為目標(biāo),對直接驅(qū)動變速恒頻風(fēng)力發(fā)電技術(shù)展開了比較全面的理論分析、仿真和實驗研究。 本文闡述了風(fēng)力發(fā)電的意義和背景,對當(dāng)前國內(nèi)外的風(fēng)力發(fā)電現(xiàn)狀、發(fā)展動態(tài)以及相應(yīng)的風(fēng)力發(fā)電技術(shù)作了簡要介紹。 分析和比較風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中常用的變流電路的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),設(shè)計適合于直驅(qū)DSPM發(fā)電機(jī)的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)使用的雙PWM變換器,設(shè)計目標(biāo)為使該變換器具有輸入、輸出特性好、功率因數(shù)高并且可調(diào)、對電網(wǎng)諧波污染小等。對所設(shè)計的功率變換器進(jìn)行數(shù)學(xué)建模和詳細(xì)的

3、理論分析,討論其控制目標(biāo)并選取相應(yīng)的控制策略。 針對所選取的基于DSPM風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的變流電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),結(jié)合變速恒頻系統(tǒng)的特點(diǎn),以實現(xiàn)整個系統(tǒng)的最大能量跟蹤和輸入輸出功率平衡為控制目標(biāo),分析和選取合適的控制方法,PWM變換器采用電壓空間矢量SVPWM調(diào)制方式,控制風(fēng)力發(fā)電機(jī)為單位功率因數(shù)運(yùn)行和網(wǎng)側(cè)PWM變換器為功率因數(shù)可調(diào),利用MATLAB/Simulink分析工具,建立整個風(fēng)電系統(tǒng)的仿真模型,仿真結(jié)果表明控制效果良好。

4、 設(shè)計和制作了風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的功率變換器和基于TMS320F2812高速數(shù)字處理器的控制器,相應(yīng)的控制器外圍電路主要包括AD采樣調(diào)理電路、過流保護(hù)電路、頻率檢測電路、倍頻電路、及IGBT驅(qū)動電路、LCL濾波電路。根據(jù)選取的控制方案,利用嵌入式C語言對控制器進(jìn)行軟件代碼編寫,同時完成了對SVPWM和數(shù)字鎖相環(huán)DPLL的軟件編程設(shè)計和調(diào)試。聯(lián)調(diào)軟件和硬件電路,對實驗數(shù)據(jù)和波形進(jìn)行分析比較,修改調(diào)整相應(yīng)設(shè)計參數(shù),實現(xiàn)系統(tǒng)的設(shè)計和控制目標(biāo)。通過實