ギアレス風力タービン用永久磁石式同期発電機の系統連係システムの高効率化と低価格化

无齿轮风力发电机永磁同步发电机并网系统提高效率并降低成本

基本信息

批准号：
15760208
负责人：
大山和宏
金额：
$ 1.73万
依托单位：
Fukuoka Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2003
资助国家：
日本
起止时间：
2003 至 2005
项目状态：
已结题

项目摘要

昇圧チョッパ回路を用いた永久磁石同期発電機可変速風力発電システム(昇圧チョッパ方式)を提案する。昇圧チョッパ方式は,風速において3つの速度制御モードを有する。低風速の制御モードは,昇圧チョッパ回路により発電機の電機子電流を調整することで発電機トルクを制御し,風車タービンの速度制御を行う。中風速の制御モードは,系統連係インバータによりDCリンク部電圧を調整することで発電機トルクを制御し,風車タービンの速度制御を行う。定格風速以上の制御モードは,ピッチ角を調整することで風車トルクを制御し,風車タービンの速度制御を行う。このように3つの制御モードをハイブリッドさせることにより,可変速範囲の拡大が見込める。また,PWMコンバータ方式に対して,コスト低減,信頼性向上,保守点検の簡素化が見込める。平成16年までの研究において,風速の変化に対するシミュレーションを行い,その結果において,昇圧チョッパ方式とPWMコンバータ方式の性能比較を行い,昇圧チョッパ方式の有用性を明確にした。そこで,平成17年度では,昇圧チョッパ方式の制御ロジックの妥当性を実機において証明するために,昇圧チョッパ方式の試験装置を製作した。また,ベンチマーク的な比較対象として,PWMコンバータ方式の試験装置も製作した。実験装置を構成する電流検出部,制御演算部,インターフェース回路,PWMインバータなどの各箇所の基本的な動作確認を終了した。現在,制御システムへの実装を目的として,昇圧チョッパ方式のシミュレーションプログラムの制御プログラムへの移行を行っている。

我们提出了一种使用升压斩波电路的永磁同步发电机变速风力发电系统（升压斩波方法）。升压斩波系统具有三种风速控制模式。在低风速控制模式下，升压斩波电路调节发电机电枢电流来控制发电机扭矩和风力发电机转速。在中风速控制模式下，通过并网逆变器调节直流母线电压来控制发电机转矩，从而控制风力发电机的转速。在额定风速以上的控制模式下，通过调节桨距角来控制风机扭矩，从而控制风机的转速。通过以这种方式混合三种控制模式，可以预期扩大变速范围。此外，与PWM转换器方法相比，有望降低成本、提高可靠性、简化维护和检查。在我们截至2004年的研究中，我们对风速的变化进行了模拟，并根据结果对升压斩波法和PWM转换器法的性能进行了比较，并阐明了升压斩波法的有用性。因此，我们在2005年搭建了升压斩波型测试装置，以通过实机验证升压斩波型控制逻辑的有效性。我们还创建了一个 PWM 转换器类型测试设备作为基准比较。完成了实验装置各部分的基本运行检查，包括电流检测部分、控制计算部分、接口电路、PWM逆变器。目前，我们正在将升压斩波器系统仿真程序转换为控制程序，以便在控制系统中实施。