袁晓玲，黄宇宙，易文杰，刘皓明

(河海大学能源与电气学院，南京市211100)

0 引言

随着对风能的开发利用，人们把视线逐渐投向了更具前景的海上风电，在海上风电的开发利用中，永磁直驱风力发电机相对于双馈异步发电机显现出了其固有的优势［1-2］。但是实验室并不具备自然条件下的海上风场环境，因此如何在实验室条件下对风力机进行模拟是必要的。目前有文献探讨了实验室风力机的模拟，但并没有针对运行于低速范围内的海上永磁直驱风力发电机进行特定研究［3］。实验室风力机模拟主要基于直流电机和异步电机，直流电机调速性能优异，但存在电刷和滑环且仅限于模拟小功率风力机［4］。文献［5］进行了基于无刷直流电机的改进，但电机本身及控制系统的复杂性限制了它的应用。基于异步电机的风力机模拟系统主要采用高性能交流调速技术控制，其缺点是低速范围内的控制性能较差［6］。文献［7］进行了基于控制算法改进的研究，但这并没有从根本上改变模拟系统中电机参数变化的缺点，使其并不能很好地适用于低速运行的永磁直驱风力发电机。

为适应低转速的海上永磁直驱风机，本文采用基于定子磁链自适应观测器和定子电阻在线辨识改进的直接转矩控制技术，在保留直接转矩控制技术控制简单、响应迅速、安全可靠等优点的同时改善其在低速范围内转矩脉动大的缺点。

1 风力机模型及其运行特性

风力机是捕获风能，将风能转化为机械能的装置。……