低并網電流諧波的直驅永磁風力發電系統研究

　　由上式可知，去掉交叉耦合項，電機的d、q軸的電流和機端電壓之間是一階慣性環節，故設計PI 調節器對電流環進行控制，電流環的主要作用是迅速跟隨電流給定，PI 控制器的參數按典型Ⅰ型系統整定。矢量控制的外環是轉速環,依據控制目的不同有最大轉矩電流比控制，最小損耗控制，以及零d 軸電流控制等。零d 軸電流控制最顯著的優點是能獲得轉矩和電流的線性關系，并且能避免控制策略引起的永磁體退磁。永磁電機產生電磁轉矩公式如式(3)，采用零d 軸電流控制，轉速環的輸出作為q 軸電流環的給定，由于f ψ 為常數，所以轉矩大小由q 軸電流唯一決定。

　　其中發電機的旋轉速度rω ，由發電機電磁轉矩e T ，風力機驅動轉矩m T ，系統阻尼系數m B ，以及轉動慣量J ，轉子對數p 決定。其轉速與轉矩的關系也為一階慣性環節，由于速度環主要考慮抗擾性能，按典型Ⅱ型系統進行設計，具體過程不再贅述。為了最大程度的獲取風能，電機側變流器還需要進行最大風能跟蹤(MPPT),風力發電機的MPPT 算法有很多種，本文采用“爬山法”跟蹤最大功率點，將永磁同步發電機當前的發電功率反饋給MPPT 控制器，與上一次的功率反饋值進行比較，來決定轉速的擾動量Δω ，并與上次的轉速給定值進行相加ω∗ + Δω ，作為當前速度環的參考轉速。
　　2.2 網側變流器控制
　　網側變流器的主要目的是把永磁電機發出的電能送到電網中，保持中間直流電壓的穩定并為電力系統的運行提供必要的無功功率[7]。對于L 型電感濾波的三相并網系統，與電網電壓同步旋轉的并網變流器d、q軸系下的系統模型為