电励磁双凸极风力发电系统的结构与控制方法

摘要

一种电励磁双凸极风力发电系统的结构与控制方法，实现电励磁双凸极风力发电机的变速运行和并网发电，由功率部件①、励磁调节控制器②和并网逆变控制器③三个部分组成。风力机直接或通过增速齿轮箱带动发电机旋转，双凸极发电机在励磁调节器的控制下，将风力机捕获的能量转换为电能，并经二极管不控整流后，通过并网逆变器馈入电网。励磁调节器负责控制风力机的变速运行，而后级并网逆变器则用来稳定母线电压。与现有的双馈和永磁直驱风力发电机组相比，本发明所提出的电励磁双凸极风力发电系统的结构具有结构简单、可靠性高、成本低等突出优点，具有很好的工程实用价值。

主权项

一种电励磁双凸极风力发电系统的结构，由功率部件(1)、励磁调节控制器(2)和并网逆变控制器(3)三个部分组成，其特征在于：1)风力机直接或通过增速齿轮箱带动发电机旋转，双凸极发电机在励磁调节器MR的控制下，将风力机捕获的能量转换为电能，经二极管不控整流后，由并网逆变器送入电网；2)励磁调节器MR负责控制风力机的工作状态，即根据机组的转速ω，由风力机的气动特性计算出该转速下的最佳输出功率Popt，并与电励磁双凸极发电机的实际输出功率Pg比较，经PI调节后产生对应的PWM信号去控制发电机的励磁电流，使发电机的输出功率Pg跟踪最佳功率给定Popt，从而实现额定风速以下的变速运行；3)后级并网逆变器则用来稳定母线电压，即将母线电压Vb与期望电压Vb*的误差送入PI调节器，其输出作为逆变器有功电流iq的给定iq*，并通过空间电压矢量(SVPWM)控制逆变器的并网功率，以维持母线电压的稳定。