寫在前面的話：

隨著人們對環保問題越加關注，清潔可再生能源的發展越來越快，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和環保價值而受到廣泛關注。風力發電由兩部分組成，即風能轉為機械能和機械能轉化為電能。前一部分通過風力機完成，將風能轉為機械能；后一部分是將風力機轉化的機械能進一步轉化為電能，由發電機完成。不同的風速，風機都會有一個與之對應的最佳轉速，通過控制發電機組在最佳轉速下運行實現最大功率輸出，是風機最大風能捕獲研究的關鍵。本期將利用PTS-5000模塊永磁同步發電機型風電逆變器通過間接轉速控制實現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，分別為風機驅動器模塊，發電機驅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）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化去數字（離散）仿真部分，進行仿真研學；第三借助DSP芯片內部所具有的A/D轉化器、數據處理和PWM信號生成功能，再次進行數字（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

 　   永磁同步發電機型風電系統原理

遠程遙控的方式

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

圖3  PMSG風力發電系統