風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)變流器工程問題研究.pdf

1、改善能源結(jié)構(gòu)，發(fā)展新的可再生能源，減輕對(duì)環(huán)境的污染，提高電能質(zhì)量，已成為我國能源工業(yè)關(guān)注的一個(gè)熱點(diǎn)。風(fēng)能不僅是目前最有開發(fā)利用前景的一種新能源，而且是應(yīng)用技術(shù)最成熟的可再生能源，隨著風(fēng)能的開發(fā)和利用，風(fēng)力發(fā)電相關(guān)技術(shù)也取得了顯著的進(jìn)步，并逐漸成為能源技術(shù)中的一個(gè)重要分支。本文主要研究當(dāng)前風(fēng)能利用中的并網(wǎng)變流器與相關(guān)工程技術(shù)問題。 本文的主要研究內(nèi)容有： 1.三相電壓源型并網(wǎng)變流器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)與控制策略研究。詳細(xì)分析風(fēng)力發(fā)電

2、用并網(wǎng)變流器拓?fù)渑c工作特點(diǎn)，根據(jù)變流器在三相靜止坐標(biāo)系的數(shù)學(xué)模型，利用Matlab/Simulink建立了基于開關(guān)函數(shù)的仿真模型和控制系統(tǒng)研究平臺(tái)，分析了PWM信號(hào)對(duì)變流器輸出波形的影響。 2.針對(duì)采用不同濾波器結(jié)構(gòu)的并網(wǎng)變流器控制系統(tǒng)進(jìn)行研究。對(duì)比了采用不同控制變量進(jìn)行網(wǎng)側(cè)電流控制時(shí)并網(wǎng)變流器系統(tǒng)的穩(wěn)定性。針對(duì)采用T型濾波器的大功率風(fēng)力發(fā)電用并網(wǎng)變流器系統(tǒng)，提出利用變流器輸出電流閉環(huán)控制與電壓電流雙前饋補(bǔ)償相結(jié)合的控制策略，并

3、對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行了仿真設(shè)計(jì)，分析了電網(wǎng)電壓前饋和電流前饋對(duì)控制系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能與靜態(tài)性能的影響，并通過仿真實(shí)驗(yàn)證明，采用該控制策略的變流器系統(tǒng)不僅響應(yīng)速度快而且具有較好的抗干擾性和魯棒性。 3.從穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)兩個(gè)角度，分析了電壓型PWM變流器常采用的L濾波器電感參數(shù)的約束條件。在此基礎(chǔ)上，針對(duì)大功率并網(wǎng)變流器的PWM信號(hào)開關(guān)頻率較低，導(dǎo)致輸出電流中含有較大的開關(guān)頻率諧波，采用典型L濾波器抑制需要較大電感量，為有效抑制低開關(guān)頻率造成的電

4、流諧波同時(shí)降低輸出濾波器電感設(shè)計(jì)，在并網(wǎng)變流器中引入T型濾波器取代典型的電感濾波器，并給出了T型濾波器的約束條件和工程設(shè)計(jì)方法。仿真實(shí)驗(yàn)證明采用T型濾波器可以提高并網(wǎng)變流器的輸出電能質(zhì)量，降低濾波器的體積和成本。 4.對(duì)風(fēng)力發(fā)電用大功率并網(wǎng)變流器的主電路進(jìn)行了研究。結(jié)合IGBT的工作特點(diǎn)和性能參數(shù)，對(duì)大功率IGBT所采用的驅(qū)動(dòng)電路進(jìn)行了設(shè)計(jì)，并給出大功率IGBT驅(qū)動(dòng)電流，驅(qū)動(dòng)功率和門極電阻的工程計(jì)算方法；同時(shí)為保障并網(wǎng)變流器主電