基于Buck-Boost矩陣變換器的直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng).pdf

1、隨著人類生存環(huán)境的日益惡化，以及全球常規(guī)化石能源的日益短缺，世界各國都在大力發(fā)展各種可再生能源。風(fēng)能作為一種可持續(xù)發(fā)展的可再生清潔能源，因其分布范圍廣、蘊(yùn)藏量豐富、開發(fā)潛力大、可大規(guī)模利用等優(yōu)點(diǎn)，被世界各國大范圍的開發(fā)利用。風(fēng)力發(fā)電是風(fēng)能的主要使用形式，其中永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)由于具有無增速齒輪箱、運(yùn)行效率高、維護(hù)量小、對電網(wǎng)沖擊小以及優(yōu)越的低壓穿越性能等特點(diǎn)而成為風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)發(fā)展的主流。
　　Buck-Boost矩陣變換器(Bu

2、ck-Boost matrix converter，BBMC)：除了具有傳統(tǒng)矩陣變換器輸入功率因數(shù)可調(diào)、輸入電流正弦、可四象限運(yùn)行、能量可雙向傳遞等特點(diǎn)外；還擁有電壓傳輸比既可以大于1、也可以小于1，并且還可以實(shí)現(xiàn)輸出頻率和電壓的任意調(diào)節(jié)，同時能夠直接輸出高質(zhì)量的正弦波且無需要濾波環(huán)節(jié)，諧波含量小、省去了直流濾波大電容等優(yōu)點(diǎn)。為了進(jìn)一步降低諧波含量、提高輸出波形質(zhì)量、增大系統(tǒng)對外界干擾的魯棒性，本論文對BBMC的自抗擾控制策略進(jìn)行了研究

3、，隨后將BBMC作為直驅(qū)型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中的功率變換器，對其進(jìn)行研究分析。
　　本文首先闡述了Buck-Boost矩陣變換器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和工作原理，并對其所采用的滑?？刂?、離散滑?？刂?、雙閉環(huán)控制等控制策略進(jìn)行了概述與分析。針對 Buck-Boost矩陣變換器逆變級的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，研究采用自抗擾控制策略進(jìn)行控制，闡述了自抗擾控制策略的基本原理和具體設(shè)計方法，以電路中的電感電流和電容電壓為狀態(tài)變量，構(gòu)建Buck-Boost矩陣變換器的自抗擾

4、控制器。接下來分析了風(fēng)力機(jī)和永磁同步發(fā)電機(jī)的工作原理及運(yùn)行特性，建立了風(fēng)力機(jī)、永磁同步發(fā)電機(jī)以及Buck-Boost矩陣變換器的數(shù)學(xué)模型，為了實(shí)現(xiàn)最大功率追蹤，采用電流內(nèi)環(huán)和功率外環(huán)的雙閉環(huán)控制策略結(jié)合SVPWM空間矢量調(diào)制脈寬調(diào)制技術(shù)對Buck-Boost矩陣變換器進(jìn)行控制。在Matlab/Simulink仿真平臺上，搭建風(fēng)力機(jī)、永磁同步發(fā)電機(jī)、Buck-Boost矩陣變換器的仿真模型，模擬實(shí)際運(yùn)行情況，來驗(yàn)證自抗擾控制策略以及風(fēng)力發(fā)