基于BOOST斬波的潮流電站電力變換系統(tǒng)研究.pdf

1、潮流能是一種非常有前景的可再生新能源之一,尤其進入能源短缺的二十一世紀,其發(fā)電利用技術一直是各國學者研究的熱點。相比于成熟的風力發(fā)電技術,潮流能發(fā)電有著無可比擬的自然條件優(yōu)勢,中國潮流能蘊藏量極為豐富,但潮流能發(fā)電技術的發(fā)展卻遠遠落后于發(fā)達國家,近年來國內各科研單位對潮流發(fā)電進行了大量有益的探索,但進入工程實用領域的卻屈指可數(shù)。
　　本課題以基于直流電網(wǎng)型變速運行潮流發(fā)電系統(tǒng)為研究背景,對50kW基于BOOST斬波的潮流電站電力變

2、換系統(tǒng)進行了研究。由于潮流流速是變化的,在不同潮流流速下為使水輪機捕獲的功率達到最大,通常需要通過發(fā)電機側變流器對發(fā)電系統(tǒng)進行變速調節(jié)控制。而BOOST斬波電路具有良好的無級升壓作用,它在新能源發(fā)電場合有著廣泛地應用;尤其是三重化BOOST結構電路,由于較小的直流輸入電流紋波,很適合做發(fā)電機側變流器,對發(fā)電系統(tǒng)進行變速控制。
　　本文提出了基于直流電網(wǎng)型變速運行潮流發(fā)電系統(tǒng)的總體結構設計框架,對潮流發(fā)電系統(tǒng)各部分組件的特性進行了詳

3、盡的分析,包括潮流流速、水輪機、永磁同步發(fā)電機及三重BOOST變流器,闡述了潮流發(fā)電系統(tǒng)變速運行控制的原理和能量轉換的過程。進行了機側變流器—BOOST電路參數(shù)計算,包括主電路電感電容,功率器件,開關管柵極驅動電阻以及關斷緩沖電路等參數(shù)計算;對比了三種傳統(tǒng)的最大功率跟蹤的控制方法,提出了基于直流輸入電流擾動的爬山搜索算法;根據(jù)變速運行潮流發(fā)電系統(tǒng)自身特點和電力變換系統(tǒng)在限壓并網(wǎng)控制和變流變速控制之間需要切換的問題,提出了限壓變流控制策略

4、,針對系統(tǒng)實際問題,提出了電感電流均流技術和改進滑動平均濾波等改進算法。搭建了潮流發(fā)電系統(tǒng)的Matlab/Simulink軟件仿真平臺,對潮流發(fā)電系統(tǒng)整體性能和發(fā)電系統(tǒng)并聯(lián)性能進行了仿真,仿真試驗證明了本課題提出的基于BOOST斬波的潮流電站電力變換系統(tǒng)的可行性。搭建了潮流發(fā)電系統(tǒng)的硬件試驗平臺,對BOOST主電路進行了開環(huán)和電流閉環(huán)試驗、最大功率跟蹤試驗和限壓變流控制試驗、多臺BOOST電路并聯(lián)試驗以及潮流發(fā)電系統(tǒng)聯(lián)合調試試驗,硬件試