基于直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的準(zhǔn)Z源逆變器研究.pdf

1、隨著地球能源危機(jī)的問(wèn)題日益嚴(yán)重，包括風(fēng)能在內(nèi)的各種可再生能源發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)成為當(dāng)前研究的熱點(diǎn)，各種新型的功率變換拓?fù)鋺?yīng)用到風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中，準(zhǔn)Z源逆變器就是其中比較突出的一種。準(zhǔn)Z源逆變器同時(shí)具有升降壓的能力，而且在單級(jí)拓?fù)渲芯湍軐?shí)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(jì)性，應(yīng)用到風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中有很大的優(yōu)勢(shì)，本文主要研究準(zhǔn)Z源逆變器在直驅(qū)永磁同步風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中的傳統(tǒng)線性化控制方法和帶阻感負(fù)

2、載條件下準(zhǔn)Z源逆變器的模型預(yù)測(cè)控制。
　　論文首先介紹了準(zhǔn)Z源逆變器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和準(zhǔn)Z源逆變器的工作原理，并且利用它的工作原理和數(shù)學(xué)關(guān)系對(duì)它進(jìn)行了數(shù)學(xué)建模，得到了它的小信號(hào)模型，并且得到了系統(tǒng)的簡(jiǎn)化版的小信號(hào)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(zhǔn)Z源阻抗網(wǎng)絡(luò)電感電流與直通占空比D之間的傳遞函數(shù)。針對(duì)直驅(qū)永磁風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，對(duì)風(fēng)力機(jī)和永磁同步發(fā)電機(jī)進(jìn)行了建模和仿真，介紹和仿真驗(yàn)證了系統(tǒng)中的鎖相環(huán)的工作原理，得出變速

3、恒頻風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)獲得最大風(fēng)能利用率的條件。
　　研究了該風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中準(zhǔn)Z源逆變器傳統(tǒng)的線性化控制并網(wǎng)技術(shù)，使用爬山搜索法實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的最大功率點(diǎn)追蹤。網(wǎng)側(cè)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(shè)定電網(wǎng)無(wú)功功率為0，使得準(zhǔn)Z源逆變器運(yùn)行在單位功率因數(shù)的狀態(tài)，通過(guò)準(zhǔn)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(guò)快速調(diào)節(jié)直通占空比的輸出D，結(jié)合網(wǎng)側(cè)逆變并網(wǎng)得到的兩相靜止坐標(biāo)系下的電壓分量，介紹了準(zhǔn)Z源逆變器

4、不同的SVPWM調(diào)制方式以及模型預(yù)測(cè)控制的基本原理，針對(duì)準(zhǔn)Z源逆變器的有效狀態(tài)、零狀態(tài)和直通狀態(tài)三種運(yùn)行狀態(tài)建立等效模型和離散化的數(shù)學(xué)模型，運(yùn)用Matlab/Simulink實(shí)現(xiàn)了帶阻感負(fù)載的準(zhǔn)Z源逆變器的模型預(yù)測(cè)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(yīng)用前景。
　　最后，運(yùn)用準(zhǔn)Z源逆變器的分段直通空間矢量脈寬調(diào)制技術(shù)，維持逆變器直流側(cè)電壓的穩(wěn)定，對(duì)風(fēng)速改變的條件下直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的運(yùn)行情況進(jìn)行了仿真研究