風(fēng)力發(fā)電PWM變流器及其控制策略.pdf

1、風(fēng)力發(fā)電對解決全球能源危機(jī)和環(huán)境污染問題有重要作用。在廣泛了解了風(fēng)電系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，本文以“1.2MW永磁同步電機(jī)變速恒頻風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)”為課題背景對并網(wǎng)應(yīng)用中的PWM變流器及其控制策略進(jìn)行了理論分析與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，同時探討了雙重結(jié)構(gòu)的高頻諧波抑制。 論文首先概述了風(fēng)電發(fā)展現(xiàn)狀，比較了當(dāng)前的主流技術(shù)：雙饋發(fā)電機(jī)與直驅(qū)多極同步電機(jī)交流/直流/交流風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)。課題項(xiàng)目即為后者。在簡要介紹系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與控制要求之后，論文重點(diǎn)研究了網(wǎng)側(cè)PW

2、M變流器，闡述了其工作原理和特點(diǎn)。為了進(jìn)一步研究控制策略，對控制對象進(jìn)行了數(shù)學(xué)建模。本文介紹了一般無中線系統(tǒng)低頻、高頻和旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型，并特別對課題背景中采用的直流中點(diǎn)接地系統(tǒng)建立了數(shù)學(xué)模型。針對雙重化主電路，論文分析了電流高頻紋波幅值與SPWM諧波，并提出雙重化SVPWM對稱空問矢量合成的諧波抑制方法。 針對主電路數(shù)學(xué)模型，本文研究了三種電流控制策略。矢量控制利用直流動、靜念的分析方法設(shè)計了控制參數(shù)。瞬時電流控制詳細(xì)論

3、述了控制原理及過程。而預(yù)測電流控制(PCFF)，先通過坐標(biāo)變換與小信號線性化處理得到系統(tǒng)的連續(xù)時不變線性方程，再據(jù)此對系統(tǒng)作穩(wěn)態(tài)分析并求得傳遞函數(shù)陣。此外論文還介紹了直流電壓控制與針對中點(diǎn)接地系統(tǒng)的電壓補(bǔ)償環(huán)節(jié)，對實(shí)際大功率系統(tǒng)做了MatLab仿真以驗(yàn)證控制方法及設(shè)計參數(shù)。 在理論分析與仿真的基礎(chǔ)上，本文對上述三種控制策略進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究，設(shè)計了控制系統(tǒng)的硬件電路和DSP程序。實(shí)驗(yàn)結(jié)果給出了三種控制方法下的穩(wěn)態(tài)波形與電流諧波分析，