基于无风速传感器的永磁直驱风力发电系统的直接转矩最大功率跟踪控制

摘要

风力发电系统最大风能跟踪控制中使用风速传感器来检测风速,不仅增加了设备及其维护成本,也减少了对风机系统整体的利用率。论文提出了一种永磁直驱型风力发电系统的无风速传感器直接转矩控制策略,通过直接控制电机的转矩和定子磁链幅值实现永磁同步发电机的最大功率跟踪。相比于传统的矢量控制,省去了复杂的坐标变换、繁琐计算等问题,直接根据发电机转速来估算最优转矩给定,不需要转速外环,避免了风速的测量和风速测量不准确等问题,具有快速的转矩和转速响应性能,能快速地实现最大功率跟踪,有效地提高风机系统整体的利用率。最后,建立了dq轴坐标系下的永磁同步发电机数学模型,通过Matlab/Simulink仿真证明所提出的控制策略的正确性和有效性。