直驱永磁风力发电系统仿真与优化控制

陈乔照

摘要：直驱永磁风力发电系统较其他风力发电系统而言，其转速可在大范围内变化，其风能转换为电能的效率较高。该系统直接由风机驱动，省去齿轮箱等中间环节，减少了维护费用和发电系统的噪音，同时降低了部分机械损耗。发电机转子由永磁材料构成，无需励磁控制，控制相对简单。因此，基于直驱永磁风力发电机的风力发电系统具有转速可调，效率较高，控制灵活等特点。

关键词：直驱永磁风力发电系统仿真;优化控制

前言：

环境污染，能源危机日益严重，风电因其高效、清洁而得到各国关注。永磁同步发电机相比双馈异步发电机，因高效、高可靠性成为海上风电主流机型。变速永磁风电始于上世纪90 年代，欧美国家规模已趋向大型化，国内目前规模尚小，“弃风限电”严重，且随装机容量需求快速增长，变速恒频与全功率变流将成为风电产业关键技术，并迅速向多种地形扩展。

一、直驱永磁风力发电系统常见模型

1.工作原理。直驱永磁风力发电系统是由风轮机直接耦合永磁风力发电机，发电机输出由可控硅整流后，再经过逆变器将能量发送给电网或蓄电池。其基本原理是利用风力带动风力机叶片旋转，拖动直驱永磁发电机的转子旋转，实现发电。直驱永磁风力发电系统的变频恒速控制是在定子回路中实现的，把直驱永磁发电机变频的交流电通过变频器转变为电网同频的交流电，实现风力发电的并网，因此变频器的容量与系统的额定容量相同。……