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 直驱永磁风力发电机由于机械损耗小、运行效率高、维护成本低等优点，

成为继双馈感应风电机组之后的又一重要机型，受到广泛关注，并逐渐开始
投入使用。变流器是直驱风力发电系统中的一个重要的组成部分，它能实现
对发电机输出电压、电流、有功功率和无功功率等参数的快速动态调节，掌
握其运行特性并提高风电机组的风能捕获效率是当前风力发电技术的研究热
点之一。
本文首先分析了目前风力发电的现状，变流技术研究的背景和意义，综
述了风力发电技术的发展趋势。其次在比较了当前直驱型风力发电机组的各
种变流电路的基础上，采用双PWM控制型主电路结构。对常见最大风能追
踪控制算法进行分析，提出一种依据灰色理论，利用动态GM(1，1)模型进行
预测，当达到最大功率点附近时，利用最小二乘法进行拟合，计算出最大功
率点的新方法，并给出其与实际最大功率点的相对误差。根据直接功率控制
原理，建立了PWM整流器和PWM逆变器的数学模型，并基于PSCAD仿真
软件搭建容量为5kW直驱型风力发电机系统仿真平台，仿真结果验证该控
制方案能很好的跟踪风力发电机输出最大功率，具有更高的风能利用效率，
系统工作稳定可靠的优点。
在仿真基础上对5kW瓦直驱型风力发电变流系统进行了硬件和软件设
计，详细介绍了变流系统主电路的设计，包括IGBT选型，给出电容、电感
参数，最后，介绍基于TMS320F2812的硬件开发平台，包括CPU单元，电
压电流采样单元，通信单元和IGBT驱动电路的原理及其应用电路等，给出
了机侧和网侧程序的流程图，并介绍了SVPWM的数字实现方法。
关键词直驱风力发电：永磁同步发电机；最大功率点跟踪；GM(1，1)模型
哈尔滨理T大学T学硕十学位论文

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