永磁直驅(qū)式風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)中變流器的研究.pdf

1、風(fēng)力發(fā)電是一種可再生的清潔能源,它能夠給我們帶來(lái)很好的環(huán)境效益、經(jīng)濟(jì)效益以及社會(huì)效益。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,人類對(duì)能源的需求越來(lái)越大,風(fēng)能的開(kāi)發(fā)是解決能源需求的主要途徑之一。在能源利用方面,大功率并網(wǎng)型風(fēng)力發(fā)電是目前高效利用風(fēng)能的主要方式。并網(wǎng)型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的作用是將不斷變化的風(fēng)能通過(guò)風(fēng)輪機(jī)轉(zhuǎn)換成機(jī)械能,再通過(guò)發(fā)電機(jī)將機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能,最后并入電網(wǎng)。由于帶有增速齒輪箱的定速恒頻風(fēng)電機(jī)組具有運(yùn)行效率低、噪聲及機(jī)械損耗大等缺點(diǎn),已不能適應(yīng)時(shí)代的需

2、要。因此,能夠在額定風(fēng)速下跟蹤風(fēng)能最大功率點(diǎn)的大功率直驅(qū)并網(wǎng)型風(fēng)電技術(shù)已成為目前的研究的熱點(diǎn)之一?；谏鲜鲈?本文對(duì)直驅(qū)式并網(wǎng)變流電路的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)以及控制方式進(jìn)行了研究。
　　 本文首先對(duì)風(fēng)力發(fā)電的現(xiàn)狀以及前景展望作了簡(jiǎn)要的介紹,并對(duì)風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)方式作了詳細(xì)的分析,總結(jié)了直驅(qū)式風(fēng)電系統(tǒng)的優(yōu)越性。然后,介紹了直驅(qū)式各種變流電路及其優(yōu)缺點(diǎn),并對(duì)永磁同步直驅(qū)型風(fēng)電系統(tǒng)做出了詳細(xì)的分析。在比較各種變流電路并考慮現(xiàn)有的開(kāi)關(guān)器件的功率水平的

3、基礎(chǔ)上,研究了適合直驅(qū)并網(wǎng)要求的變流電路的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),即采用三相不控整流、三個(gè)并聯(lián)的Boost升壓電路以及兩個(gè)并聯(lián)的三相SPWM(Sinusoidal Pulse Width Modulation)逆變器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),并描述了永磁直驅(qū)式風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型。其次,對(duì)變流電路的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了說(shuō)明,并對(duì)變流電路的各個(gè)部分的工作原理進(jìn)行了分析。在升壓斬波環(huán)節(jié)中,對(duì)采用三個(gè)并聯(lián)的升壓斬波器的工作原理以及最優(yōu)的控制方法進(jìn)行了研究。在逆變環(huán)節(jié)中,對(duì)采用兩

4、個(gè)并聯(lián)的電壓源SPWM逆變器的工作原理以及可以使用的直接電流和間接電流兩種控制方法進(jìn)行了詳細(xì)的分析,針對(duì)其優(yōu)缺點(diǎn)以及對(duì)環(huán)流和諧波的抑制能力進(jìn)行了詳細(xì)的比較,得出適合本文研究的逆變器的控制方法。最后,參考已有的交流器的數(shù)學(xué)模型和所計(jì)算的數(shù)據(jù),借助 MATLAB7.0／Simulink環(huán)境,對(duì)直接電流控制的變流電路進(jìn)行仿真分析。
　　 論文從系統(tǒng)的安全性、可靠性的角度出發(fā),對(duì)并網(wǎng)過(guò)程中可能出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行針對(duì)性研究。從仿真結(jié)果上可以看