風力發(fā)電并網(wǎng)變流器工程問題研究.pdf

1、改善能源結(jié)構(gòu)，發(fā)展新的可再生能源，減輕對環(huán)境的污染，提高電能質(zhì)量，已成為我國能源工業(yè)關(guān)注的一個熱點。風能不僅是目前最有開發(fā)利用前景的一種新能源，而且是應(yīng)用技術(shù)最成熟的可再生能源，隨著風能的開發(fā)和利用，風力發(fā)電相關(guān)技術(shù)也取得了顯著的進步，并逐漸成為能源技術(shù)中的一個重要分支。本文主要研究當前風能利用中的并網(wǎng)變流器與相關(guān)工程技術(shù)問題。 本文的主要研究內(nèi)容有： 1.三相電壓源型并網(wǎng)變流器的拓撲結(jié)構(gòu)與控制策略研究。詳細分析風力發(fā)電

2、用并網(wǎng)變流器拓撲與工作特點，根據(jù)變流器在三相靜止坐標系的數(shù)學模型，利用Matlab/Simulink建立了基于開關(guān)函數(shù)的仿真模型和控制系統(tǒng)研究平臺，分析了PWM信號對變流器輸出波形的影響。 2.針對采用不同濾波器結(jié)構(gòu)的并網(wǎng)變流器控制系統(tǒng)進行研究。對比了采用不同控制變量進行網(wǎng)側(cè)電流控制時并網(wǎng)變流器系統(tǒng)的穩(wěn)定性。針對采用T型濾波器的大功率風力發(fā)電用并網(wǎng)變流器系統(tǒng)，提出利用變流器輸出電流閉環(huán)控制與電壓電流雙前饋補償相結(jié)合的控制策略，并

3、對控制系統(tǒng)進行了仿真設(shè)計，分析了電網(wǎng)電壓前饋和電流前饋對控制系統(tǒng)的動態(tài)性能與靜態(tài)性能的影響，并通過仿真實驗證明，采用該控制策略的變流器系統(tǒng)不僅響應(yīng)速度快而且具有較好的抗干擾性和魯棒性。 3.從穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)兩個角度，分析了電壓型PWM變流器常采用的L濾波器電感參數(shù)的約束條件。在此基礎(chǔ)上，針對大功率并網(wǎng)變流器的PWM信號開關(guān)頻率較低，導(dǎo)致輸出電流中含有較大的開關(guān)頻率諧波，采用典型L濾波器抑制需要較大電感量，為有效抑制低開關(guān)頻率造成的電

4、流諧波同時降低輸出濾波器電感設(shè)計，在并網(wǎng)變流器中引入T型濾波器取代典型的電感濾波器，并給出了T型濾波器的約束條件和工程設(shè)計方法。仿真實驗證明采用T型濾波器可以提高并網(wǎng)變流器的輸出電能質(zhì)量，降低濾波器的體積和成本。 4.對風力發(fā)電用大功率并網(wǎng)變流器的主電路進行了研究。結(jié)合IGBT的工作特點和性能參數(shù)，對大功率IGBT所采用的驅(qū)動電路進行了設(shè)計，并給出大功率IGBT驅(qū)動電流，驅(qū)動功率和門極電阻的工程計算方法；同時為保障并網(wǎng)變流器主電