进口动力5KW汽油发电机报价风能的不确定性以及风轮机自身特性使风力发电机输出有功功率随风速变化而波动,影响风电机组输出电能质量,严重时还会影响电网运行稳定性。在分析变桨变速直驱永磁同步风力发电机运行特性的基础上,提出了在全风速范围内结合风力机变桨控制和发电机变速控制的发电机有功功率平滑控制策略。考虑到风能的随机性及直驱风能发电系统很强的非线性,设计了基于模糊理论的变桨距控制器和发电机转矩动态滑模控制器。对一台采用该控制策略的直驱永磁同步风力发电机的运行行为进行仿真研究。结果表明,提出的模糊变桨距控制能有效控制发电机转速运行范围,动态滑模控制能使发电机输出平滑的有功功率。与传统最大风能跟踪控制策略相比,所提出的控制方案能有效降低直驱永磁同步风力发电机输出有功功率的波动,控制发电机转速运行范围。

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本文的创新性研究内容归纳为以下几个方面：以直驱永磁风力发电机组为研究对象,建立了直驱永磁风力发电机组的结构动力学方程；利用涡流理论建立了直驱永磁风力机风动力数学模型；在此基础上,应用计算流体动力学理论建立了描述三维风电场的基本方程,进而构建了风电场结构与空气动力特性联合求解环境,应用德洛奈法完成了求解环境的非结构网格划分,应用梯度垂线法绘制了风电场三维地形；通过建立完整的风力机三维仿真模型、定义边界条件、定义风电场动态风速和风向,完成了三维风力机的结构与气动性能求解,得到了风力机结构和气动性能曲线,仿真结果证明了理论研究的正确性。在完成风力机气动性能仿真的基础上,本文建立直驱永磁风力发电机的数学模型,推导了直驱永磁风力发电机功率平衡方程和转矩平衡方程。完成了变流器的三相坐标系和两相坐标系下的坐标转换,建立了电机侧整流器数学模型和与网侧逆变器数学模型；最终将风动力数学模型、风力发电机数学模型、变流器数学模型合成为直驱永磁风力发电机组的数学模型,进而建立了直驱永磁风力发电机组功率双侧跟踪闭环控制策略。