低并网电流谐波的直驱永磁风力发电系统研究

　　由上式可知，去掉交叉耦合项，电机的d、q轴的电流和机端电压之间是一阶惯性环节，故设计PI 调节器对电流环进行控制，电流环的主要作用是迅速跟随电流给定，PI 控制器的参数按典型Ⅰ型系统整定。矢量控制的外环是转速环,依据控制目的不同有最大转矩电流比控制，最小损耗控制，以及零d 轴电流控制等。零d 轴电流控制最显著的优点是能获得转矩和电流的线性关系，并且能避免控制策略引起的永磁体退磁。永磁电机产生电磁转矩公式如式(3)，采用零d 轴电流控制，转速环的输出作为q 轴电流环的给定，由于f ψ 为常数，所以转矩大小由q 轴电流唯一决定。

　　其中发电机的旋转速度rω ，由发电机电磁转矩e T ，风力机驱动转矩m T ，系统阻尼系数m B ，以及转动惯量J ，转子对数p 决定。其转速与转矩的关系也为一阶惯性环节，由于速度环主要考虑抗扰性能，按典型Ⅱ型系统进行设计，具体过程不再赘述。为了最大程度的获取风能，电机侧变流器还需要进行最大风能跟踪(MPPT),风力发电机的MPPT 算法有很多种，本文采用“爬山法”跟踪最大功率点，将永磁同步发电机当前的发电功率反馈给MPPT 控制器，与上一次的功率反馈值进行比较，来决定转速的扰动量Δω ，并与上次的转速给定值进行相加ω∗ + Δω ，作为当前速度环的参考转速。
　　2.2 网侧变流器控制
　　网侧变流器的主要目的是把永磁电机发出的电能送到电网中，保持中间直流电压的稳定并为电力系统的运行提供必要的无功功率[7]。对于L 型电感滤波的三相并网系统，与电网电压同步旋转的并网变流器d、q轴系下的系统模型为