寫在前面的話：

隨著人們對環(huán)保問題越加關注，清潔可再生能源的發(fā)展越來越快，其中風能作為地球上蘊藏量豐富、清潔的可再生能源，因其具有較高的開發(fā)和環(huán)保價值而受到廣泛關注。風力發(fā)電由兩部分組成，即風能轉(zhuǎn)為機械能和機械能轉(zhuǎn)化為電能。前一部分通過風力機完成，將風能轉(zhuǎn)為機械能；后一部分是將風力機轉(zhuǎn)化的機械能進一步轉(zhuǎn)化為電能，由發(fā)電機完成。不同的風速，風機都會有一個與之對應的最佳轉(zhuǎn)速，通過控制發(fā)電機組在最佳轉(zhuǎn)速下運行實現(xiàn)最大功率輸出，是風機最大風能捕獲研究的關鍵。本期將利用PTS-5000模塊永磁同步發(fā)電機型風電逆變器通過間接轉(zhuǎn)速控制實現(xiàn)最大風能捕獲進行實驗分析，為老師提供相關實驗與教學資源參考。實驗模組PEK-520Lab6如圖1所示。

圖1  PEK-520最大風能捕獲實驗模組

 　    PEK-520模組介紹

PEK-520 為永磁同步發(fā)電機型風電逆變器(Maximum Power Point Tracking of WTG)，模組實物照片如圖1 所示，主要三部分組成，分別為風機驅(qū)動器模塊，發(fā)電機驅(qū)動器與永磁同步馬達（含PMSM與PMSG）。該模組實驗目的是為使用者提供基于DSP控制的電力變換器學習平臺，即借助 PSIM 軟件完成仿真和實驗。第一實驗者可以在PSIM上建立模擬（連續(xù)）仿真電路，以學習電力變換器的原理、分析和功能設計；第二將電力變換器的控制轉(zhuǎn)化去數(shù)字（離散）仿真部分，進行仿真研學；第三借助DSP芯片內(nèi)部所具有的A/D轉(zhuǎn)化器、數(shù)據(jù)處理和PWM信號生成功能，再次進行數(shù)字（離散）仿真；第四通過PSIM 之 C代碼生成功能，將控制部分生成C代碼；最后將生成的C代碼下載于PEK-510的DSP之中，以備實物實驗。這樣設計的最大優(yōu)點方便實驗者能夠快速完成DSP對變換器主電路的控制。

進行實驗除需要PEK-520 模組外，仍需配置永磁同步發(fā)電機機組、PEK-005A(輔助電源)和 PEK-006 (JTAG 下載器)等，并在 PTS-5000 的實驗平臺上完成，PTS-5000 的實驗平臺如圖2所示。

圖2  PTS-5000 的實驗平臺圖

 　   永磁同步發(fā)電機型風電系統(tǒng)原理

遠程遙控的方式

在永磁同步風力發(fā)電系統(tǒng)主要包括風力機、直驅(qū)永磁同步發(fā)電機、功率變換器。風力機（風機）是捕獲風能并將其轉(zhuǎn)化為機械能的重要設備，傳動系統(tǒng)將風輪與發(fā)電機連接起來，永磁同步發(fā)電機將風輪吸收的機械能轉(zhuǎn)為電能，PMSG風力發(fā)電控制系統(tǒng)實行電能變換。PMSG風力發(fā)電系統(tǒng)如圖3所示。

圖3  PMSG風力發(fā)電系統(tǒng)