小型風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)逆變系統(tǒng)的設(shè)計與研究.pdf

1、風(fēng)能作為可再生、清潔環(huán)保的綠色能源,對其進(jìn)行開發(fā)利用已經(jīng)越來越多的引起了人們的重視。目前,常用的風(fēng)能利用形式是大中型風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)運(yùn)行的方式。大型風(fēng)力發(fā)電場并網(wǎng)對于電網(wǎng)的穩(wěn)定性的要求更高。因此,對小型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的研究和應(yīng)用越來越受到關(guān)注。小型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)多采用直驅(qū)式永磁同步發(fā)電機(jī),通過直驅(qū)運(yùn)行的方式可以在較大風(fēng)速范圍內(nèi)高效運(yùn)行,由于直驅(qū)式發(fā)電機(jī)省去了變速裝置,發(fā)電效率有了較大提高,而且降低了運(yùn)行維護(hù)的成本,該方式代表了小型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的

2、新的發(fā)展方向。
　　本文設(shè)計的核心是充分利用低風(fēng)速段的風(fēng)能,基于該設(shè)計思想研究并確定了系統(tǒng)電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)以及主電路參數(shù)的選型,本系統(tǒng)采用兩級式隔離型主電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。主電路前級采用BOOST型電路,用于將風(fēng)力發(fā)電機(jī)輸出的變化的電能升壓并穩(wěn)定母線電壓;主電路后級采用單相橋式逆變電路,用于將前級輸出的穩(wěn)定的直流電逆變輸出。
　　在確定主電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上,本文研究了并網(wǎng)控制策略。為保證并網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行,本文控制策略采用電壓源輸入、電

3、流源輸出的控制方式。電流輸出環(huán)節(jié),采用直接電流控制。本文采用雙極性調(diào)制三角波比較控制以及數(shù)字鎖相控制方式完成指令電流的控制。然后分析了三角波比較控制方式的關(guān)鍵環(huán)節(jié)——PI控制器的設(shè)計,并研究了PI控制器的數(shù)字實(shí)現(xiàn)。
　　在完成系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)設(shè)計以及控制策略設(shè)計的基礎(chǔ)上完成了1kW逆變裝置實(shí)驗(yàn)平臺的研制,并對該裝置的工作性能進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究和分析。經(jīng)過實(shí)驗(yàn)分析與研究,本文采用的主電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)對于小型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)提高低風(fēng)速下的運(yùn)行性能起到