兆瓦級(jí)直驅(qū)式風(fēng)力發(fā)電變流器關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、隨著風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的不斷發(fā)展,直驅(qū)型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組因其具有能量轉(zhuǎn)換效率高、可靠性高、并網(wǎng)功率控制靈活等優(yōu)點(diǎn),成為了繼雙饋型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組之后風(fēng)力發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域的重要研究方向。而今后風(fēng)力發(fā)電機(jī)的趨勢(shì)是向著大功率高電壓的方向發(fā)展,現(xiàn)階段的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組功率主要是1.5MW左右,輸出電壓690V,今后的趨勢(shì)是3.3MW以上,輸出電壓為10kV的大功率風(fēng)力發(fā)電機(jī)。所以,現(xiàn)有的風(fēng)力發(fā)電變流器拓?fù)鋵⒉贿m合于大功率風(fēng)力發(fā)電機(jī)。因此,本文圍繞著兩種新型的全功率變

2、流拓?fù)洹彬?qū)型風(fēng)電機(jī)組不控整流后接直流側(cè)電壓穩(wěn)定結(jié)構(gòu)加若干個(gè)PWM電壓源型變流單元并聯(lián)結(jié)構(gòu),和雙PWM并聯(lián)后并網(wǎng)變流技術(shù)展開(kāi)理論研究,對(duì)風(fēng)電機(jī)組側(cè)變流器和網(wǎng)側(cè)變流器的設(shè)計(jì)方法與控制策略進(jìn)行分析探討,通過(guò)仿真驗(yàn)證了理論研究成果的正確性,并對(duì)兩種變流方式進(jìn)行對(duì)比分析。
　　 論文概述了國(guó)家新能源政策以及風(fēng)電發(fā)展現(xiàn)狀,比較了當(dāng)前的主流風(fēng)力發(fā)電機(jī)組結(jié)構(gòu):雙饋發(fā)電機(jī)與直驅(qū)多極同步電機(jī)等風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)。其次,論文研究了各種變速風(fēng)力發(fā)電機(jī)并網(wǎng)

3、變流電路及其主要特點(diǎn)。研究直驅(qū)型風(fēng)電機(jī)組的空氣動(dòng)力學(xué)特性及風(fēng)能的MPPT算法,及其全功率并網(wǎng)變流技術(shù)的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀,比較現(xiàn)有的常規(guī)直驅(qū)型風(fēng)電變流器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的優(yōu)劣,并比較大功率高電壓風(fēng)力發(fā)電變流器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的優(yōu)劣。
　　 論文首先采用“三相不控整流+兩個(gè)串聯(lián)的升壓斬波(Double Boost)”結(jié)構(gòu),并對(duì)電路的工作原理進(jìn)行了分析,對(duì)常用的控制策略,如電流不連續(xù)導(dǎo)通模式(DCM)和連續(xù)導(dǎo)通模式(CCM),以及相電流反饋方案進(jìn)行研

4、究。并在總結(jié)現(xiàn)有系統(tǒng)模型的基礎(chǔ)上得出該類(lèi)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)各關(guān)鍵部分的數(shù)學(xué)模型并進(jìn)行了仿真驗(yàn)證。
　　 其次對(duì)PWM全控變流方式進(jìn)行研究。闡述了其工作原理和特點(diǎn),并建立了其在三相靜止坐標(biāo)系、靜止αβ盧坐標(biāo)系和兩相同步旋轉(zhuǎn)d-q坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型并進(jìn)行了坐標(biāo)變換,設(shè)計(jì)了雙PWM變換器的基于PI調(diào)節(jié)器的雙閉環(huán)控制系統(tǒng),并對(duì)提高網(wǎng)側(cè)PWM變換器抗擾動(dòng)性能的前饋控制策略進(jìn)行了研究。分析了SVPWM兩電平變流器的原理,搭建了背靠背并聯(lián)型雙PWM變流