小型風力發(fā)電變流器控制系統(tǒng).pdf

1、由于風力發(fā)電輸出電壓及功率隨風速變化呈現(xiàn)出不穩(wěn)定的變動，如何提高系統(tǒng)的功率因數(shù)和輸出電壓的穩(wěn)定性一直是重要的課題。本文以100W小型風力發(fā)電系統(tǒng)為研究對象，對提高功率因數(shù)，蓄電池充放電等控制技術進行研究。
　　 三相二極管整流器整流過程中電流發(fā)生畸變，總諧波含量在30％以上，功率因數(shù)低，一般在0.5～0.7之間。針對該問題，本文結合PFC技術，改進了一種三相單開關整流器，對其拓撲結構和工作狀態(tài)進行具體分析。采用升壓變換器，工作在

2、DCM模式下，僅采用電壓單環(huán)控制，即可達到穩(wěn)定輸出電壓和降低輸入電流諧波的目的。并結合五次諧波陷阱濾波器，可進一步減小輸入電流的諧波含量，通過仿真驗證，其輸出電壓波動在1％以內(nèi)，電流總諧波含量可降到0.57％，功率因數(shù)接近1。
　　 根據(jù)功率分配情況，本文利用直流側(cè)電壓判斷方式來判斷系統(tǒng)功率是否達到平衡。當風力發(fā)電系統(tǒng)的輸出功率大于負載所需時，直流側(cè)電壓因能量守恒原理而上升;反之，則下降，由此作為蓄電池充放電的依據(jù)。采用雙向直流

3、變換器作為蓄電池充放電之用，優(yōu)化了兩段式定電流-定電壓的充電控制方法，以控制蓄電池充放電電流，縮短蓄電池的充電時間，延長蓄電池的壽命。通過蓄電池的充放電控制，維持負載端電壓為固定值，調(diào)節(jié)系統(tǒng)功率平衡。
　　 逆變器采用全橋式結構，結合單極性PWM切換，推導其數(shù)學模型。優(yōu)化了基于極點配置的PID控制器，該控制器以輸出電壓的瞬時值、變化率和積分值這三個狀態(tài)變量所組成狀態(tài)反饋，與傳統(tǒng)的逆變器雙環(huán)控制相比，其結構更加簡單。同時設計了PI