并網(wǎng)型潮流發(fā)電系統(tǒng)電力變換裝置研究.pdf

1、隨著環(huán)境污染的加劇，以及傳統(tǒng)化石能源的日益枯竭，新能源開發(fā)已經(jīng)迫在眉睫。海洋中儲(chǔ)存著巨大的能量，包括潮流能，潮汐能和波浪能等，其中潮流能的開發(fā)已經(jīng)比較成熟，已進(jìn)行了若干次海上試驗(yàn)。本論文研究的內(nèi)容是潮流能發(fā)電系統(tǒng)的電力變換裝置，總體來說包括兩大部分，第一部分是水輪機(jī)的最大功率跟蹤；第二部分是逆變器并網(wǎng)控制。
　　論文首先分析了潮流能開發(fā)的必要性與緊迫性，然后比較了幾種電力變換裝置方案，并從中選出了本文所采用的方案即永磁直驅(qū)系統(tǒng)方案

2、。其次對(duì)所采用的電力變換裝置進(jìn)行了數(shù)學(xué)建模，以便其控制器的設(shè)計(jì)。然后研究了各部分電力變換裝置的控制策略，包括水輪機(jī)的最大功率跟蹤和并網(wǎng)逆變器的控制，其中并網(wǎng)逆變器的控制是本文研究的重點(diǎn)。
　　在水輪機(jī)最大功率跟蹤方面，采用了基于Boost電感電流閉環(huán)和爬坡自尋優(yōu)的最大功率獲取策略。首先建立了水輪機(jī)的數(shù)學(xué)模型，然后結(jié)合Boost的MATLAB仿真電路和水輪機(jī)仿真模型對(duì)MPPT算法進(jìn)行了仿真，驗(yàn)證了MPPT策略的正確性。
　　在

3、并網(wǎng)逆變器控制方面，首先研究了逆變器調(diào)制技術(shù)，在分析了兩種調(diào)制技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)后最終選擇了SVPWM的逆變器調(diào)制技術(shù)。其次探索了逆變器的電網(wǎng)鎖相技術(shù)，最終選擇了一種可以抗電網(wǎng)不平衡的基于T/4延時(shí)的鎖相技術(shù)。然后研究了并網(wǎng)逆變器的功率控制，最終采用了基于直流母線電壓閉環(huán)，并網(wǎng)電流和電網(wǎng)電壓同相位的單位功率因數(shù)控制方案。最后研究了逆變器的直流母線電壓保護(hù)技術(shù)和逆變器出現(xiàn)孤島現(xiàn)象的檢測和對(duì)策。
　　在以上理論研究后，做了系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計(jì)

4、，包括功率電路設(shè)計(jì)和控制電路設(shè)計(jì)。其中功率電路的設(shè)計(jì)又包括三相不控整流單元設(shè)計(jì)，Boost電路設(shè)計(jì)，以及并網(wǎng)逆變器電路設(shè)計(jì)，其中并網(wǎng)逆變器設(shè)計(jì)是本文的重點(diǎn)?？刂撇糠值脑O(shè)計(jì)，主要包括AD采樣電路設(shè)計(jì)，PWM信號(hào)隔離輸出設(shè)計(jì)和控制系統(tǒng)電源設(shè)計(jì)。
　　最后做了整個(gè)系統(tǒng)的仿真，包括水輪機(jī)，不可控整流橋，Boost系統(tǒng)，逆變器系統(tǒng)，電網(wǎng)等在一起的仿真，驗(yàn)證了以上理論的正確性。為了驗(yàn)證整個(gè)系統(tǒng)的抗干擾性能，研究了在水流速度突增和突減時(shí)的系統(tǒng)動(dòng)