基于SVPWM的鼠笼异步风力发电机直接 转矩控制研究与实验

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(广西大学，电气工程学院，广西 南宁 530004)

1 引言

随着传统化石燃料的耗尽和环境污染问题日益突出，人们将目光投向可再生的新能源发电机技术。在众多的可再生能源发电技术中，风力发电因其技术成熟、成本较低和大规模开发利用的优势成为新能源发展最快、最具有竞争力的发电技术[1]。风力发电系统的结构也经历了三个时期的改变，在早期使用最多的是定速型鼠笼异步发电机系统，其定子绕组直接和电网连接对电网干扰较大且发电效率较低；目前，市场安装最多风力发电机为变速的双馈异步发电机，其调速范围有限且定子绕组和电网直接相连不利于低电压穿越控制；为了改进以上两种风力发电系统的不足，新一代全变速风力发电系统产生，有效提高了风力发电系统的效率和低电压穿越性能[2]。在全变速风力发电系统中，主要使用永磁同步发电机和鼠笼异步发电机，相比于永磁同步风力发电机，鼠笼异步发电机具有结构简单牢固、体积小、维护及运行成本低、无永磁体退磁的隐患等特点，在数千千瓦功率等级的风力发电运用中，使用鼠笼异步发电机是一个值得考虑的方案[2-4]。已有文献[3-6]对鼠笼异步风力发电系统进行了研究，文献[5-6]针对鼠笼异步发电机双PWM变流器系统采用矢量控制进行了实验研究，但矢量控制需要较多的电机参数且电机参数容易发生变化，降低了系统的鲁棒性。文献[3]针对鼠笼异步风力发电机三电平变流器系统提出了直接转矩控制，但只进行了仿真分析。……