2MW双馈变速恒频风力发电机组控制系统的探究与设计

简介：
本研究深入探讨了2MW双馈变速恒频风力发电机组控制系统的设计与优化，旨在提升风能转换效率及系统稳定性。 本段落研究并设计了一种ZMW变速恒频风力发电机组的控制系统。该系统以主控制器为核心，采用主从控制结构，并通过CAN总线连接各个从控制器，确保了信号、状态量以及检测数据传输的实时性和稳定性。其中，主控制器采用了FPGA嵌入式系统架构，集成了32位处理器、CAN总线控制器和千兆以太网MAC控制器等组件。 本段落设计了一套用于机组主控器的检测单元，能够实现对温度及风速与风向的有效监测。励磁控制系统则由两个DSP（数字信号处理）控制器分别控制电网侧和转子侧PWM变流器来完成相应功能，并采用了Concept公司的IGBT驱动芯片，该芯片具有硬件短路保护和过电流防护特性。 在此基础上，本段落还设计了针对IGBT的保护报警电路并增加了软件保护机制，从而提升了功率模块的安全性能。励磁控制器中的检测单元可以监测各种电压、电流以及电机转速，并将这些数据上传至主控器进行进一步处理分析。 对于网侧和转子侧PWM变流器，本段落采用了基于电网电压定向矢量控制方法，在保证直流母线电压稳定的同时实现了对双馈异步发电机（DFIG）的高效调速及有功无功功率的有效调节。此外，文章还深入探讨了矢量控制技术及其在DSP控制器中的软件实现流程，并完成了相关的程序开发工作。 最后，本段落设计了一套主动偏航控制系统，利用H桥电路来驱动偏航电机运转，在确保最佳风能捕捉效率的前提下调整机组的旋转角度。