王淑玉，罗振鹏，张思清，韩 越，王小龙

(内蒙古工业大学 电力学院，内蒙古自治区 呼和浩特 010050)

0 引 言

所以本文针对上述难题，提出一种永磁发电机输出电压控制策略，当电机输出电压与直流侧电压不满足比例关系时，通过调节定子d轴电流分量isd来控制发电机输出电压，并且满足比例关系式，使机侧变换器正常工作。最后进行了理论分析和仿真验证，仿真结果验证了该策略的有效性和可实践性。

1 风力机数学模型

由风力机的原理特性[6-7]可知，风力机获得的有效功率可表示为

(1)

式中,ρ为空气密度；Rw为风力机叶片半径；vw为风速；Cp为风能利用系数，其表达式为

(2)

式中,β为桨距角；λ为叶尖速比；ωw为风力机转速。

风力机的功率Pm可用风轮转矩T和转速ωw来表示，即：

(3)

2 机侧变换器数学模型

当永磁同步发电机采用电动机惯例时，定、转子绕组均以输入电流为正，机侧变换器主电路结构如图1所示[8-9]。

图1 机侧变换器主电路结构图

其中,esa、esb、esc为永磁同步发电机转子磁链感应电动势；Rs为定子电阻；Ls为定子电感与外串滤波电感的等效电感；isa、isb、isc为三相定子电流；usa、usb、usc为变换器相电压；idc为直流电流；C为直流侧支撑电容；ic为电容充放电电流；RL为负载电阻；udc为直流侧电压；iL为负载电流。

采用直驱永磁风力发电机转子磁场定向，将转子磁链方向定为同步坐标系的d轴。在转子磁链定向的dq坐标系下，发电机的定子电压方程为

(4)

式中,usd、usq分别为同步发电机的直轴电压和交轴电压；ψsd、ψsq为定子直轴磁链、交轴磁链；isd、isq为定子绕组直轴电流和交轴电流；……