永磁直驅(qū)式風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)中變流器的研究.pdf

1、風(fēng)力發(fā)電是一種可再生的清潔能源,它能夠給我們帶來很好的環(huán)境效益、經(jīng)濟效益以及社會效益。隨著經(jīng)濟的發(fā)展,人類對能源的需求越來越大,風(fēng)能的開發(fā)是解決能源需求的主要途徑之一。在能源利用方面,大功率并網(wǎng)型風(fēng)力發(fā)電是目前高效利用風(fēng)能的主要方式。并網(wǎng)型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的作用是將不斷變化的風(fēng)能通過風(fēng)輪機轉(zhuǎn)換成機械能,再通過發(fā)電機將機械能轉(zhuǎn)換成電能,最后并入電網(wǎng)。由于帶有增速齒輪箱的定速恒頻風(fēng)電機組具有運行效率低、噪聲及機械損耗大等缺點,已不能適應(yīng)時代的需

2、要。因此,能夠在額定風(fēng)速下跟蹤風(fēng)能最大功率點的大功率直驅(qū)并網(wǎng)型風(fēng)電技術(shù)已成為目前的研究的熱點之一?；谏鲜鲈?本文對直驅(qū)式并網(wǎng)變流電路的拓撲結(jié)構(gòu)以及控制方式進行了研究。
　　 本文首先對風(fēng)力發(fā)電的現(xiàn)狀以及前景展望作了簡要的介紹,并對風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)方式作了詳細的分析,總結(jié)了直驅(qū)式風(fēng)電系統(tǒng)的優(yōu)越性。然后,介紹了直驅(qū)式各種變流電路及其優(yōu)缺點,并對永磁同步直驅(qū)型風(fēng)電系統(tǒng)做出了詳細的分析。在比較各種變流電路并考慮現(xiàn)有的開關(guān)器件的功率水平的

3、基礎(chǔ)上,研究了適合直驅(qū)并網(wǎng)要求的變流電路的拓撲結(jié)構(gòu),即采用三相不控整流、三個并聯(lián)的Boost升壓電路以及兩個并聯(lián)的三相SPWM(Sinusoidal Pulse Width Modulation)逆變器的拓撲結(jié)構(gòu),并描述了永磁直驅(qū)式風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型。其次,對變流電路的結(jié)構(gòu)進行了說明,并對變流電路的各個部分的工作原理進行了分析。在升壓斬波環(huán)節(jié)中,對采用三個并聯(lián)的升壓斬波器的工作原理以及最優(yōu)的控制方法進行了研究。在逆變環(huán)節(jié)中,對采用兩

4、個并聯(lián)的電壓源SPWM逆變器的工作原理以及可以使用的直接電流和間接電流兩種控制方法進行了詳細的分析,針對其優(yōu)缺點以及對環(huán)流和諧波的抑制能力進行了詳細的比較,得出適合本文研究的逆變器的控制方法。最后,參考已有的交流器的數(shù)學(xué)模型和所計算的數(shù)據(jù),借助 MATLAB7.0／Simulink環(huán)境,對直接電流控制的變流電路進行仿真分析。
　　 論文從系統(tǒng)的安全性、可靠性的角度出發(fā),對并網(wǎng)過程中可能出現(xiàn)的問題進行針對性研究。從仿真結(jié)果上可以看