直驱永磁同步风力发电机组研究现状与发展前景

直驱永磁同步风力发电机组研究现状与发展前景作者：薛玉石，韩力，李辉，XUEYu-shi，HANLi，LIHui作者单位：重庆大学,输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室,重庆,400044刊名：电机与控制应用英文刊名：ELECTRICMACHINES&CONTROLAPPLICATION年，卷(期)：2008，35(4)引用次数：0次参考文献(25条)1.欧洲风能协会.国际绿色和平组织关于2020年风电达到世界电力总量12%的蓝图20042.DuboisMROptimizedpermanentgeneratortopologiesfordirect-drivewindturbines20043.HwangDon-Ha.LeeKi-Chang.KangDo-hyunAnmodular-typeaxial-fluxpermanentmagnetsynchionousgeneratorforgearlesswindpowersystems2004(2)4.KhanMA.DosiekL.PillayPDesignandanalysisofaPMwindgeneratorwithasoftmagneticcompositecore2006(3)5.ChalmersBJ.SpoonerEAnaxial-fluxpermanentmagnetgeneratorforagearlesswindenergysystem1999(2)6.EduardMuljadi.ButterfieldCP.WanYih-huieAxial-fluxmodularpermanent-magnetgeneratorwithatoroidalwindingforwindturbineapplications1999(4)7.DuboisMR.PolinderH.FereiraJAComparisonofgeneratortopologiesfordirect-drivewindturbines2002(16)8.ChenYicheng.PillayP.KhanAPMwindgeneratortopologies2005(6)9.PolinderH.MecrowBC.JackAGConventionalandTFPMlineargeneratorsfordirect-drivewaveenergyconversion2005(2)10.徐峰兆瓦级直驱式复合励磁同步风力发电机组主控制器研制200711.WangFengxiang.BaiJianlong.HouQingmingDesignfeaturesoflowspeedpermanentmagnetgeneratordirectdrivenbywindturbine2005(2)12.唐任远现代永磁电机理论与设计199713.周晓燕.史贺男.王金平.唐任远低速永磁风力发电机起动阻力矩的分析计算[期刊论文]-中小型电机2005(2)14.张兆强MW级直驱永磁同步风力发电机设计200715.元伟伟.蒋彦龙风力发电冷却技术[期刊论文]-世界科技研究与发展2007(2)16.钟伟强国内外风力发电简述[期刊论文]-青海科技2004(2)17.王星华变速恒频同步直驱风力发电机控制系统研究200718.Chinchilla.ArnaltesM.BurgosSControlofpermanent-magnetgeneratorsappliedtovariablespeedwind-energysystemsconnectedtothegrid2006(1)19.尹明.李庚银.张建成.赵巍然.薛轶峰直驱式永磁同步风力发电机组建模及其控制策略[期刊论文]-电网技术2007(15)20.YangChuanwei.LiangHui.JiangJiuchunModelingandsimulationofAC-DC-ACconvertersystemforMW-leveldirect-drivewindturbinegridinterface200621.王丰收.沈传文.孟永庆基于MPPT算法的风力永磁发电系统的仿真研究[期刊论文]-电气传动2007(1)22.DaiJingya.XuDewei.WuBinAnovelcontrolsysternforcurrentsourceconverterbasedvailablespeedPMwindpowergenerators200723.曹娜.李岩春.赵海翔.戴慧珠不同风电机组对电网暂态稳定性的影响[期刊论文]-电网技术2007(9)24.李豪.郑衡.何国锋风力发电设备优化选型与电价关系的分析[期刊论文]-广东电力2003(2)25.HenkPolinder.FrankFA.PijlvamderComparisonofdirect-driveandgearedgeneratorconceptsforwindturbines2006(3)相似文献(10条)1.期刊论文胡书举.赵栋利.李建林.王剑飞.许洪华.HUShu-ju.ZHAODong-li.LIJian-lin.WANGJian-fei.XUHong-hua永磁直驱风电系统永磁同步发电机单位功率因数控制-电机与控制应用2009,36(3)使用永磁同步发电机(PMSG)的直驱风电系统目前发展得很快,选择合适的PMSG控制策略对系统性能非常重要.采用单位功率因数(UPF)控制方法对PMSG进行控制,可以降低永磁直驱风电系统变流器的功率等级,节省变流器容量;同时使用高精度增量式编码器对电机转速和相位进行测量.仿真和试验结果证明了UPF控制策略的有效性.2.学位论文何东霞风力发电用盘式永磁同步发电机的设计研究2006在能源消耗日益增长、环境污染日渐严重的今天，迫使人们考虑新能源和可再生能源的开发和利用问题。其中风能由于其突出的优点而成为世界各国普遍重视的能源，风力发电技术也成为各国学者竞相研究的热点。变速恒频风力发电技术因其高效性正受到越来越多的重视，而其中的直驱式风力发电系统又因其可实现性和短期就能见到收益的特点更受到了广大用户的青睐。盘式永磁同步发电机是一种结构简单、坚固可靠的低速交流永磁同步发电机，它可以由风力机直接驱动。它具有结构紧凑、通风效果好、转动惯量大和高效率等的特点，比较适用于直驱式的变速恒频的风力发电系统中。本文在传统风力发电技术的基础上，致力于研究直驱式风力发电技术，以作为直驱式风力发电机用的盘式永磁同步发电机为主要研究对象，进行了深入的研究，主要包括以下几方面：1、对国内外风力发电研究现状作了较为全面的综述，介绍了盘式永磁同步发电机的发展概况和国内外研究现状。2、研究了盘式电机的原型及发展，基本结构和运行原理，电磁设计特点。解释了将盘式永磁同步发电机应用于直驱式风力发电系统的可行性和优越性。探讨了盘式永磁同步发电机的特性。3、在永磁同步发电机和盘式异步电动机的电磁设计程序的基础上整理推导了盘式永磁同步发电机的电磁设计程序，并用VisualBasic编程语言开发了盘式永磁同步发电机的电磁设计软件，提高了设计效率。4、对盘式永磁同步发电机的电磁场进行了详细的分析，运用电磁场有限元分析软件Maxwll3D对本论文中的样机的静态磁场和瞬态磁场进行分析，分析结果同用VB所编的电磁设计程序的计算结果进行比较，验证了所设计样机数据的合理性。3.期刊论文邓秋玲.黄守道.肖锋.DENGQiu-Ling.HUANGShou-Dao.XIAOFeng直驱永磁同步发电机风力发电系统最大输出控制-湘潭大学自然科学学报2008,30(2)该文提出了一种使内嵌式永磁体同步发电机(IPMSG)风力发电系统输出最大的控制方法.为了使输出功率最大.对IPMSG采用最大功率点跟踪(MPTT)和最大效率控制.通过使用最大功率点跟踪控制技术,根据发电机转矩适当地控制发电机的速度.使用最大效率控制和最大转矩控制,控制IPMSG电流矢量以降低发电机损耗和使输出功率最大.仿真结果证明了这个控制方法的效果.4.期刊论文姚兴佳.马晓岩.鲍洁秋.YAOXing-jia.MAXiao-yan.BAOJie-qiu直驱型变速恒频风力发电机稳态特性-沈阳工业大学学报2009,31(1)为了改进传统双馈风力发电机组可靠性相对较低的现状,实现直驱型风电机组可靠运行,在对风力机输入机械能和发电机输出电能进行分析的基础上,研究直驱机组常用的永磁同步发电机稳态运行特性.针对1.5MW直驱型风力发电机组实际模型参数,利用Matlab软件建立数学模型,对永磁发电机的稳态特性进行仿真并得出最佳功率曲线.仿真结果表明,直驱永磁同步发电机具有体积小、效率高、可靠性高等优势,在风力发电系统中具有良好的稳态运行特性.5.学位论文关英采用矩阵变换器的直驱式永磁风力发电机运行控制研究与实现2008风能作为一种清洁的可再生能源，越来越被人们所关注，风力发电更是受到人们的重视。现代风力发电技术的发展趋势一是无刷化，二是采用取消增速机构的风力机直接驱动低速发电机，其中最典型的是直驱式永磁风力发电机。尤其是大型直驱式永磁风力发电机，结构简单，运行可靠，适合于我国风力资源丰富的特点，具有广阔的推广应用前景。矩阵变换器是一种性能优良的新型交-交变频器，与传统的交-直-交型变频器相比具有如下显著优点：无需直流环节，动态响应快；传输能量密度大，体积小；输入功率因数可调；能够实现四象限运行等。随着大功率电力电子器件的发展和对控制方法的研究的深入，矩阵变换器将给能源、电气传动及高性能伺服控制等领域带来深远的影响。本文分析了矩阵变换器空间矢量调制基本原理，建立了矩阵变换器的数学模型；分析了永磁同步发电机的数学模型和稳态等效电路，建立了基于转子永磁体磁链定向的永磁同步发电机的数学模型。在此基础上，提出了一种采用矩阵变换器的直驱式永磁风力发电机控制系统。该系统利用矩阵变换器的先进拓扑结构和控制策略，实现永磁同步发电机在并网状态下的稳定运行。为了验证其运行效果，建立了包括模拟风力机、永磁同步发电机、矩阵变换器及控制部分的仿真模型，并进行了深入的分析研究。仿真结果体现了该系统的优良特性，验证了该方案的正确性和可行性。本文提出了一种采用DSP为主控制器、FPGA为协处理器的高性能矩阵变换器控制系统设计方案。通过对空间矢量调制和四步换流策略进行合理的功能划分，成功地设计了矩阵变换器的实验系统。在此基础上，搭建了基于矩阵变换器空间矢量调制的直驱式永磁风力发电实验平台，对直驱式永磁风力发电系统的输入、输出特性进行实验验证。实验结果表明，运用本文所述的基于转子永磁磁场定向的矢量控制方法和矩阵变换器空间矢量调制策略，能够实现对输出电压电流及输入功率因数的调节控制，为更深入的研究工作奠定了基础。6.期刊论文胡书举.王剑飞.赵栋利.李建林.许洪华.HUShu-ju.WANGJian-fei.ZHAODong-li.LIJian-lin.XUHong-hua无速度传感器控制永磁直驱风电变流器的研制-电机与控制学报2009,13(1)常规数字式编码器在风力发电中的应用存在容易受干扰等问题.在分析直驱型变速恒频风电系统背靠背变流器工作原理的基础上,采用锁相环无速度传感器控制策略对永磁同步发电机的速度和相位进行观测,对其工作原理和实现方法进行了分析.建立了永磁直驱风电系统仿真模型和实验样机,并对所提控制策略进行了仿真和实验验证.仿真与实验结果表明,锁相环无速度传感器控制能够准确获取电机转速与角度信息,响应速度快、电流控制效果好,具有较好的稳态与动态性能,经过进一步优化,特别是提高低速段性能后,可以在直驱风电系统中替代常规编码器实现对永磁同步发电机的控制.7.学位论文周谦交错Boost电路在直驱型风力发电系统中的应用研究2007直驱型变速恒频风力发电是一种新型的发电技术，它具有无齿轮箱、机械磨损小、整机效率高，运行维护成本低等优点，在风力发电领域中有着很好的应用前景。本文以永磁式直驱型风力发电系统的运行与控制为主题，将交错Boost电路应用到直驱型