[01456246]新型变速风力发电机及其控制系统关键技术研究

本项目属电力电子与电力传动领域。 本项目以离网运行小容量风力发电机系统应用为背景,遵循由理论分析,到非线性数字仿真,到半实物仿真,再到样机硬件验证的研究方法、步骤、技术路线,理论与实践、分析与设计、仿真与试验、硬件与软件相结合,集开关磁阻风力发电机本体、功率变换器、控制系统于一体,以降低系统成本、提高系统的运行可靠性和故障诊断与容错性能为目标,从系统的角度对开关磁阻变速风力发电机系统进行研究和技术开发,取得了如下创新研究成果： （1）发明并实施了开关磁阻风力发电机无位置传感器起励发电控制方法; （2）发明并实施了开关磁阻风力发电机加速度闭环控制方法; （3）提出并实施了开关磁阻变速风力发电机系统方案、低速低压起励控制策略及方案、发电机系统与风轮机和用电负荷之间的优化特性配合控制方案,研制出了开关磁阻变速风力发电机系统; （4）提出了两种外转子式开关磁阻风力发电机结构、一种三相6/8结构外转子开关磁阻电机转子位置检测器; （5）提出并实施了开关磁阻风力发电机系统缺相容错控制方法; （6）提出并实施了基于相电流相对谱比系数的开关磁阻风力发电机功率变换器故障诊断方法; （7）提出并实施了开关磁阻风力发电机双主开关功率变换器主开关故障诊断方法; （8）提出并实施了开关磁阻风力发电机系统混沌扩频方法; （9）提出并实施了基于滤波电容电压脉动的开关磁阻风力发电机功率变换器故障诊断方法; （10）提出并实施了相电流负序分量幅值与正序分量幅值比值为特征量的开关磁阻风力发电机定子绕组短路故障诊断方法; （11）建立了实施功率闭环控制的开关磁阻发电机系统仿真模型,研制出“开关磁阻变速发电机系统设计与分析软件包”,为分析和设计开关磁阻风力发电机系统提供了有效的仿真平台。 已获中国发明专利授权2项、中国实用新型专利授权2项,申请中国发明专利8项。 研制成功的开关磁阻变速风力发电系统,在降低离网运行小容量风力发电系统发电成本和提高系统可靠性方面,具有明显优势。离网运行小容量开关磁阻变速风力发电机系统具有广阔的产业化前景。