小型風(fēng)力發(fā)電逆變技術(shù)的研究及裝置開(kāi)發(fā).pdf

1、本文針對(duì)浙江省自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(Y1080843)與嘉興市科技計(jì)劃項(xiàng)目(2008AY2024)“高性能并網(wǎng)型變槳距風(fēng)力發(fā)電機(jī)組(5KW)的研制”,本論文以國(guó)家電力標(biāo)準(zhǔn)為前提,結(jié)合當(dāng)前該領(lǐng)域相關(guān)研究方向,分析小型風(fēng)力并網(wǎng)系統(tǒng)各部分構(gòu)成。包括正弦波形控制算法,逆變橋拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),電網(wǎng)反饋控制算法,最大功率點(diǎn)追蹤策略;并采用頻率較高的單相全橋控制電路,結(jié)合高速信號(hào)處理芯片,作為主電路結(jié)構(gòu)。構(gòu)建風(fēng)力發(fā)電機(jī)組中控制系統(tǒng)主要部件的數(shù)學(xué)模型,分析SP

2、WM型逆變器輸出波形產(chǎn)生畸變的主要原因,及對(duì)電網(wǎng)或負(fù)載所產(chǎn)生的危害,為系統(tǒng)各項(xiàng)控制策略的確定作理論指導(dǎo)。
　　基于前面的探討,將快速、魯棒性好,應(yīng)用較成熟的PI控制,及達(dá)到并網(wǎng)同頻,同相要求的,同頻鎖相控制技術(shù)應(yīng)用在逆變器中。在Matlab平臺(tái)下進(jìn)行相關(guān)仿真,其控制過(guò)程充分體現(xiàn)實(shí)時(shí)性。給出控制框圖,為有效提高風(fēng)能的利用率,通過(guò)對(duì)永磁同步發(fā)電機(jī)構(gòu)成的小型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)和SEPIC(single ended primary induct

3、or converter)DC-DC轉(zhuǎn)換電路的分析,提出了一種最大限度獲取風(fēng)能的控制方法,該方法通過(guò)控制新型直流發(fā)電機(jī)的輸出電壓間接地控制了風(fēng)力機(jī)的機(jī)械轉(zhuǎn)矩-轉(zhuǎn)速特性,使風(fēng)力機(jī)在額定風(fēng)速以下以最佳葉尖速比運(yùn)行,自動(dòng)跟蹤其最大功率點(diǎn)。
　　同時(shí),在風(fēng)力機(jī)逆變裝置設(shè)計(jì)工作的基礎(chǔ)上,本文對(duì)小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組充電以控制系統(tǒng)進(jìn)行了仿真與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,將系統(tǒng)的并網(wǎng)控制算法結(jié)合實(shí)際硬件電路裝備做相關(guān)實(shí)驗(yàn),得到對(duì)應(yīng)的輸出波形驗(yàn)證算法的可行性與有效性。論

4、文內(nèi)容包括三個(gè)方面:小型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)、逆變器及相關(guān)裝置參數(shù)計(jì)算設(shè)計(jì)仿真研究、控制芯片的選擇、算法模擬、仿真及軟件開(kāi)發(fā)與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證工作。
　　最后,實(shí)現(xiàn)了運(yùn)行結(jié)果的驗(yàn)證。采用一臺(tái)5kW小型風(fēng)力機(jī)基于TMS320LF28027DSP數(shù)字控制的并網(wǎng)逆變器樣機(jī)實(shí)驗(yàn)表明PI控制與同頻鎖相相結(jié)合的控制策略比傳統(tǒng)控制更具有倍頻控制的效果,可在相對(duì)低的開(kāi)關(guān)頻率下獲得較快的動(dòng)態(tài)響應(yīng),提高并網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行效率;增強(qiáng)系統(tǒng)魯棒性;有效降低輸出諧波、電流脈動(dòng)。從