基于三電平背靠背的永磁式風(fēng)力發(fā)電機變流模擬系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)的研究.pdf

1、20世紀以來,世界能源格局發(fā)生了深刻變化,傳統(tǒng)的化石能源已給人類帶來全球氣候變暖、空氣污染和資源短缺等環(huán)境問題,且可開采量有限,人們正在尋找代替化石能源的風(fēng)能、太陽能和地?zé)崮艿刃履茉?。在新能源中風(fēng)力發(fā)電是發(fā)展最早技術(shù)最成熟的發(fā)電方式之一,特別是直驅(qū)永磁同步風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)正以其獨特的優(yōu)勢受到人們的廣泛關(guān)注。
　　隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展,風(fēng)力發(fā)電技術(shù)正日趨成熟,三電平變流器以其輸出諧波小、開關(guān)損耗低等優(yōu)點被逐漸應(yīng)用于直驅(qū)永磁同步風(fēng)力發(fā)電

2、系統(tǒng)中。大力推廣永磁風(fēng)力發(fā)電,將給我國的國民經(jīng)濟帶來巨大的經(jīng)濟效益和社會效益。
　　本文主要對基于三電平背靠背的永磁式風(fēng)力發(fā)電機變流模擬系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)進行研究。首先對中點箝位型三電平變流器中點電位的數(shù)學(xué)模型進行了分析,得到3種不同零序電壓注入的中點電位平衡控制算法,在不同功率因數(shù)下進行樣機實驗,比較了3種算法治理中點電位的動穩(wěn)態(tài)平衡能力,并將其推廣到背靠背系統(tǒng)中。然后分析了永磁同步發(fā)電機的數(shù)學(xué)模型及其基于轉(zhuǎn)子磁場定向的雙閉環(huán)矢量控

3、制策略,針對風(fēng)機的運行特性分析了其數(shù)學(xué)模型,闡述了基于轉(zhuǎn)速擾動法的最大風(fēng)能捕獲控制策略。
　　通過對網(wǎng)側(cè)變流器的運行原理和數(shù)學(xué)模型的分析,進行了電流內(nèi)環(huán)解耦設(shè)計,采用電網(wǎng)電壓定向的雙閉環(huán)矢量控制策略,以實現(xiàn)直流電壓穩(wěn)定、并網(wǎng)有功和無功的獨立解耦控制。最后對整個系統(tǒng)的硬件框架和軟件設(shè)計進行了詳細的介紹,包括直流電動機轉(zhuǎn)矩模擬風(fēng)機特性方案、器件選型、參數(shù)設(shè)計以及各個功能模塊的程序設(shè)計等。
　　最后在搭建實驗樣機上進行了實驗驗證與