基于直驅(qū)型風電系統(tǒng)的多電平變流器算法研究.pdf

1、目前主流的風電系統(tǒng)中，直驅(qū)型風電系統(tǒng)因其具有結(jié)構(gòu)簡單、能量轉(zhuǎn)換效率高、可靠性高、并網(wǎng)功率控制靈活等優(yōu)點，成為了繼雙饋型風電機組之后風力發(fā)電技術領域的重要研究方向。全功率并網(wǎng)變流裝置作為直驅(qū)型風力發(fā)電系統(tǒng)與電網(wǎng)的接口，其結(jié)構(gòu)的選擇對變速恒頻運行性能至關重要。然而，國內(nèi)外對于雙饋型系統(tǒng)變流器研究較多，但有關直驅(qū)型系統(tǒng)全功率并網(wǎng)變流器的深入研究還很少。我國直驅(qū)型變流機組及其核心控制技術方面也嚴重依賴進口，極大制約了我國風電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。本文針對

2、直驅(qū)型風電系統(tǒng)全功率并網(wǎng)變流裝置進行研究，并通過仿真驗證了理論研究成果的正確性。主要研究內(nèi)容如下：
　　 ⑴介紹了世界風電發(fā)展的背景、概況以及技術發(fā)展趨勢，對比分析了恒速恒頻和變速恒頻風電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、特點，詳細闡述了變速恒頻系統(tǒng)的幾種典型拓撲結(jié)構(gòu)，闡述了并網(wǎng)變流裝置的拓撲結(jié)構(gòu)及其控制策略的發(fā)展概況。
　　 ⑵對比分析了典型并網(wǎng)變流方案的結(jié)構(gòu)及特點，并在考慮現(xiàn)有開關器件耐壓值及開關頻率水平的情況下提出一種符合大功率直驅(qū)型風

3、電系統(tǒng)要求的變流拓撲結(jié)構(gòu)，即將單元串聯(lián)型多電平變流器與直驅(qū)型風電系統(tǒng)相結(jié)合的方案，利用低速多相永磁同步發(fā)電機為各個串聯(lián)單元提供獨立直流電源，將直驅(qū)型風電系統(tǒng)的固有的優(yōu)點同單元串聯(lián)型變流器高壓、高品質(zhì)、大功率的輸出特點結(jié)合在一起。
　　 ⑶分析了多電平變流器的拓撲結(jié)構(gòu)，工作原理，及控制方法。針對本方案中出現(xiàn)的直流側(cè)電壓不平衡情況，論文通過分析基于載波移相脈寬調(diào)制方法不同調(diào)制深度下的輸出波形，提出了直流側(cè)電壓不平衡情況下輸出電壓的穩(wěn)