MATLAB永磁同步风力发电机变流器的控制器设计(2)
2.2变速风力机的最大功率点跟踪原理..10
2.3最大功率点控制策略..12
2.3.1最佳叶尖速比法..12
2.3.2功率反馈法13
2.3.4爬山搜索法13
2.4本章小结14
3永磁同步发电机数学模型及控制原理..15
3.1永磁同步发电机的数学模型..15
3.2永磁同步发电机的机侧控制原理.18
3.3SVPWM技术.19
3.3.1空间矢量的定义..20
3.3.2电压与磁链空间矢量的关系.21
3.3.3两电平PWM逆变器输出的基本电压空间矢量..22
3.3.4期望电压空间矢量的合成25
3.4本章小结.26
4风电系统机侧建模及仿真分析..27
4.1MATLAB/Simulink概述.27
4.2风电系统的机侧仿真实现..27
4.2.1风力机模块.27
4.2.2双闭环控制模块28
4.2.3SVPWM的算法实现及仿真.29
4.3系统整体仿真模型..34
4.4仿真结果及分析.35
4.5本章小结.38
5基于模型的设计的初步实验验证.39
5.1基于模型的设计（MBD）39
5.2MATLAB/DSP..40
5.3SVPWM脉冲波形的生成.41
5.4测试结果.42
5.5本章小结.43
结论.44
致谢.45
参考文献46
第 1 章 绪论 1.1 课题研究背景及意义 不可再生能源大量消耗，并造成了诸如气候变暖、生态破坏和大气污染等一系列问题，使世界能源和环境问题日趋严峻，因而对于可再生能源的开发和利用变得尤为急切。据统计，全球风能总量约为 200 亿千瓦，约为全世界发电总量的 8 倍，比地球上可以开发利用的水能总量还要大 10倍。目前，风能的主要利用形式是发电。相较太阳能、生物质能等新能源发电方式，风力发电技术较成熟、成本较低、对环境影响较小，且具大规模开发和商业应用的条件，因此受到了全世界的广泛关注。 我国高耗能行业的快速持续增长,带动了对对电力需求的全面高涨；电网间不能有效地联网，加剧了电力供需的不平衡，这些都导致我国电力供应紧张。甚至有专家认为,伴随着我国 COP 的持续高速增长,未来的能源缺口将进一步拉大。全国 6 大电网中,除东北电网能在满足自身需求的同时还有剩余容量外,华北、华东、华中、南方、西北等五大电网均会出现缺电的情况，形势不容乐观。我国是以煤炭为主要能源的国家，2000 年煤炭的产量为 15 亿吨,沿海港口储运量达 1.5 亿吨以上。煤炭的生产和利用对环境的危害甚大,生产运输过程会造成地陷并产生废水、粉尘，燃烧生成的 和烟尘排入大气中造成污染，对人体危害极大[1,3]。发展风电对于缓解我国用电紧张和减少环境污染有着重要的意义。我国东南沿海地区、沿海岛屿以及西北、华北、东北等“三北地区”具有丰富的风力资源。海上以及一些内陆地区风电资源也较为可观、可利用的潜能相当大。 1.2 国内外风电发展现状 1.2.1 世界风电发展状况 19世纪末，丹麦气象学者 Poul La Cour 制造出了世界上第一台风力发电机。随后各国相继建造大批风力发电机组，其中 1931 年苏联率先研制出了当时世界上最大的 30Kw风力机组， 1941年美国建造出一台 1250KW、直径达53.3m的风力发电机组。1987年~1997年间风电机组制造技术趋于成熟，风电产业开始了稳定的商业模式并大规模发展。1997年至今，风电产业高速发展，双馈异步式和永磁直驱式变速恒频风电机组已成为兆瓦级风力发电机组的主流技术形式。
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