基于直驅風力發(fā)電系統(tǒng)的準Z源逆變器研究.pdf

1、隨著地球能源危機的問題日益嚴重，包括風能在內(nèi)的各種可再生能源發(fā)電并網(wǎng)技術成為當前研究的熱點，各種新型的功率變換拓撲應用到風力發(fā)電系統(tǒng)中，準Z源逆變器就是其中比較突出的一種。準Z源逆變器同時具有升降壓的能力，而且在單級拓撲中就能實現(xiàn)，很好的克服了傳統(tǒng)的電壓型逆變器的局限性，因此能夠獲得更高的可靠性，更高的效率和更好的經(jīng)濟性，應用到風力發(fā)電系統(tǒng)中有很大的優(yōu)勢，本文主要研究準Z源逆變器在直驅永磁同步風力發(fā)電系統(tǒng)中的傳統(tǒng)線性化控制方法和帶阻感負

2、載條件下準Z源逆變器的模型預測控制。
　　論文首先介紹了準Z源逆變器的拓撲結構和準Z源逆變器的工作原理，并且利用它的工作原理和數(shù)學關系對它進行了數(shù)學建模，得到了它的小信號模型，并且得到了系統(tǒng)的簡化版的小信號模型框圖，獲得了逆變器直流電壓直通占空比D之間的傳遞函數(shù)和準Z源阻抗網(wǎng)絡電感電流與直通占空比D之間的傳遞函數(shù)。針對直驅永磁風力發(fā)電系統(tǒng)，對風力機和永磁同步發(fā)電機進行了建模和仿真，介紹和仿真驗證了系統(tǒng)中的鎖相環(huán)的工作原理，得出變速

3、恒頻風力發(fā)電系統(tǒng)獲得最大風能利用率的條件。
　　研究了該風力發(fā)電系統(tǒng)中準Z源逆變器傳統(tǒng)的線性化控制并網(wǎng)技術，使用爬山搜索法實現(xiàn)系統(tǒng)的最大功率點追蹤。網(wǎng)側與傳統(tǒng)三相逆變器控制方法相同，采用電網(wǎng)電壓定向控制和前饋解耦控制，設定電網(wǎng)無功功率為0，使得準Z源逆變器運行在單位功率因數(shù)的狀態(tài)，通過準Z源逆電感電流內(nèi)環(huán)和電容電壓外環(huán)的雙閉環(huán)控制，通過快速調節(jié)直通占空比的輸出D，結合網(wǎng)側逆變并網(wǎng)得到的兩相靜止坐標系下的電壓分量，介紹了準Z源逆變器

4、不同的SVPWM調制方式以及模型預測控制的基本原理，針對準Z源逆變器的有效狀態(tài)、零狀態(tài)和直通狀態(tài)三種運行狀態(tài)建立等效模型和離散化的數(shù)學模型，運用Matlab/Simulink實現(xiàn)了帶阻感負載的準Z源逆變器的模型預測控制，系統(tǒng)輸出能精確的跟蹤給定的參考值和很高的輸出精度，有很好的應用前景。
　　最后，運用準Z源逆變器的分段直通空間矢量脈寬調制技術，維持逆變器直流側電壓的穩(wěn)定，對風速改變的條件下直驅風力發(fā)電系統(tǒng)的運行情況進行了仿真研究