基于三電平背靠背的永磁式風(fēng)力發(fā)電機(jī)變流模擬系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)的研究.pdf

1、20世紀(jì)以來(lái),世界能源格局發(fā)生了深刻變化,傳統(tǒng)的化石能源已給人類(lèi)帶來(lái)全球氣候變暖、空氣污染和資源短缺等環(huán)境問(wèn)題,且可開(kāi)采量有限,人們正在尋找代替化石能源的風(fēng)能、太陽(yáng)能和地?zé)崮艿刃履茉础Ｔ谛履茉粗酗L(fēng)力發(fā)電是發(fā)展最早技術(shù)最成熟的發(fā)電方式之一,特別是直驅(qū)永磁同步風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)正以其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)受到人們的廣泛關(guān)注。
　　隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展,風(fēng)力發(fā)電技術(shù)正日趨成熟,三電平變流器以其輸出諧波小、開(kāi)關(guān)損耗低等優(yōu)點(diǎn)被逐漸應(yīng)用于直驅(qū)永磁同步風(fēng)力發(fā)電

2、系統(tǒng)中。大力推廣永磁風(fēng)力發(fā)電,將給我國(guó)的國(guó)民經(jīng)濟(jì)帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
　　本文主要對(duì)基于三電平背靠背的永磁式風(fēng)力發(fā)電機(jī)變流模擬系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行研究。首先對(duì)中點(diǎn)箝位型三電平變流器中點(diǎn)電位的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行了分析,得到3種不同零序電壓注入的中點(diǎn)電位平衡控制算法,在不同功率因數(shù)下進(jìn)行樣機(jī)實(shí)驗(yàn),比較了3種算法治理中點(diǎn)電位的動(dòng)穩(wěn)態(tài)平衡能力,并將其推廣到背靠背系統(tǒng)中。然后分析了永磁同步發(fā)電機(jī)的數(shù)學(xué)模型及其基于轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)定向的雙閉環(huán)矢量控

3、制策略,針對(duì)風(fēng)機(jī)的運(yùn)行特性分析了其數(shù)學(xué)模型,闡述了基于轉(zhuǎn)速擾動(dòng)法的最大風(fēng)能捕獲控制策略。
　　通過(guò)對(duì)網(wǎng)側(cè)變流器的運(yùn)行原理和數(shù)學(xué)模型的分析,進(jìn)行了電流內(nèi)環(huán)解耦設(shè)計(jì),采用電網(wǎng)電壓定向的雙閉環(huán)矢量控制策略,以實(shí)現(xiàn)直流電壓穩(wěn)定、并網(wǎng)有功和無(wú)功的獨(dú)立解耦控制。最后對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的硬件框架和軟件設(shè)計(jì)進(jìn)行了詳細(xì)的介紹,包括直流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩模擬風(fēng)機(jī)特性方案、器件選型、參數(shù)設(shè)計(jì)以及各個(gè)功能模塊的程序設(shè)計(jì)等。
　　最后在搭建實(shí)驗(yàn)樣機(jī)上進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證與