基于FPGA的開關磁阻風力發(fā)電并網(wǎng)逆變控制系統(tǒng)的設計.pdf

1、作為一種儲量豐富的清潔可再生能源，風能的利用日益得到重視，風力發(fā)電技術也逐漸成為各國學者研究的熱點。在諸多風力發(fā)電機中，開關磁阻發(fā)電機(SRG:Switched Reluctance Generator)因其變速范圍寬、低速性能好、電機損耗小、輸出為恒壓直流電、易于并網(wǎng)和不需齒輪箱等特點，非常適合應用到變速直驅風力發(fā)電的場合。但目前，針對開關磁阻風力發(fā)電系統(tǒng)的并網(wǎng)數(shù)字化控制問題尚沒有深入、系統(tǒng)的研究，影響了SRG在風力發(fā)電領域的實用化進

2、程。
　　 本文基于SRG在風力發(fā)電領域的應用，針對開關磁阻風力發(fā)電并網(wǎng)逆變器的數(shù)字化控制展開較為全面的理論分析、仿真驗證和實驗測試。
　　 本文首先從介紹SRG應用于風力發(fā)電領域的優(yōu)勢出發(fā)，分析了SRG在風力發(fā)電領域的研究現(xiàn)狀和風力發(fā)電并網(wǎng)逆變器控制技術的研究現(xiàn)狀，明確了本文的研究內容和意義。在分析開關磁阻風力發(fā)電系統(tǒng)結構和工作原理的基礎上，針對并網(wǎng)逆變器輸出電流的控制問題和三相電網(wǎng)電壓的相位跟蹤問題進行了深入的研究，

3、提出了利用基于不定頻滯環(huán)的空間矢量脈寬調制技術(SVPWM:Space Vector Pulse Width Modulation)和基于d-q變換的三相鎖相環(huán)相結合的控制方案。并在MATLAB中對基于不定頻滯環(huán)的SVPWM電流控制策略和基于d-q變換的三相鎖相環(huán)進行仿真，通過對仿真結果的分析，驗證了并網(wǎng)逆變器控制策略的正確性。
　　 在明確控制方案和系統(tǒng)需求的基礎上，本文選用FPGA芯片EP3C10E144作為主控芯片，設計了

4、開關磁阻風力發(fā)電并網(wǎng)逆變器的硬件控制系統(tǒng)，并詳細說明了信號采集電路、FPGA工作電路、通信電路、驅動電路及電源電路的設計原理。對硬件電路設計過程中遇到的電磁干擾問題進行分析，提出了抗干擾的措施，滿足了硬件系統(tǒng)對電磁兼容的要求，為下一步的實驗搭建了硬件平臺。
　　 在詳細研究控制方案的基礎上，結合硬件電路的設計，本文采用VHDL語言，設計實現(xiàn)了基于FPGA的開關磁阻風力發(fā)電并網(wǎng)逆變控制系統(tǒng)，并采用優(yōu)化時序邏輯和乘法器分時復用的方法