風(fēng)電機組并網(wǎng)逆變控制器的研制.pdf

1、風(fēng)力發(fā)電因其環(huán)保性、經(jīng)濟性、靈活性等諸多優(yōu)點，正受到日益廣泛的關(guān)注，并在世界范圍得以迅猛發(fā)展。并網(wǎng)逆變控制器是風(fēng)電機組與公共電網(wǎng)的能量接口，其性能優(yōu)劣直接影響機組輸出特性及電網(wǎng)電能質(zhì)量。本文針對低壓并網(wǎng)逆變控制器，從其模型分析、檢測控制以及軟硬件實現(xiàn)等方面展開研究與設(shè)計，主要包括以下幾方面的工作： 首先，根據(jù)機組電壓及功率等級，確定了并網(wǎng)逆變控制器功率電路的拓撲結(jié)構(gòu)，并分析推導(dǎo)了其在三相坐標系下的靜態(tài)數(shù)學(xué)模型、d-q旋轉(zhuǎn)坐標系下

2、的等效受控源模型及其動態(tài)小信號模型，為主電路參數(shù)選取和控制環(huán)節(jié)的補償校正提供理論基礎(chǔ)。 其次，將瞬時無功功率理論引入檢測與控制環(huán)節(jié)，避免了傳統(tǒng)同步坐標系下實現(xiàn)有功、無功解耦的復(fù)雜計算；將其與PID控制策略結(jié)合，實現(xiàn)并網(wǎng)逆變控制器的電壓、電流雙環(huán)控制，并輔以仿真軟件對控制環(huán)節(jié)的補償校正參數(shù)進行計算優(yōu)化，以保證在發(fā)電、饋電平衡的前提下，減小或避免風(fēng)電機組對電網(wǎng)的負面影響。 基于前文理論基礎(chǔ)，計算確定了功率電路中耦合電感、直流

3、母線電容等關(guān)鍵參量；根據(jù)系統(tǒng)的雙環(huán)控制結(jié)構(gòu)，以TMS320LF2407型DSP為核心，設(shè)計了系統(tǒng)控制環(huán)節(jié)中信號采樣、鎖相跟蹤、PI調(diào)節(jié)、SPWM形成等各功能模塊。在鎖相跟蹤實現(xiàn)中，針對常規(guī)方法在實際應(yīng)用中由于模擬電路振蕩引起過零點多檢和過零點漏檢問題，提出了一種軟件改進方法，可有效提高跟蹤鎖相的精度。 最后，采用仿真軟件MATLAB/SIMULINK對并網(wǎng)逆變器功率電路及控制環(huán)節(jié)進行了仿真與分析；在實驗室設(shè)計搭建了一臺10kVA