低并网电流谐波的直驱永磁风力发电系统研究

　　图 1 描述了通过L 型电感滤波器并网的永磁直驱风力发电系统控制框图。系统分为三部分：模拟风机部分，永磁电机控制部分和并网控制部分。永磁电机和电网通过双PWM 全功率变换器连接，整流级和逆变级分别执行永磁电机控制和并网的功能，中间直流电容用于缓冲风速变化引起的功率波动以及为电机侧的PWM 整流和电网侧的PWM 逆变提供稳定的直流电压。模拟风机由三相异步电机实现，采用异步电机的矢量控制技术高精度的模拟风机特性。
　　2.1 永磁同步电机侧控制
　　三相永磁同步电机是个多变量、强耦合、非线性的复杂系统，要想对其进行直接控制比较的困难，为了对永磁同步电机进行解耦并控制其动态过程，以转子永磁体的中心线为D 轴，沿转子旋转方向超前90 度为Q 轴，对其电压、电流矢量进行坐标变换，在d、q坐标系下对其进行控制。图1 包含了电机侧的控制框图，由矢量控制、转子位置检测以及MPPT 算法组成。矢量控制部分内环是定子电流环，电流环的参数的设计基于转子磁链D 轴定向的永磁同步发电机模型，如下式所示[6]。