基于占空比控制的直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)網(wǎng)側(cè)變流器DPC研究.pdf

1、風(fēng)速的隨機(jī)性使得直驅(qū)式風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中直接功率控制的功率脈動(dòng)及并網(wǎng)電流畸變問(wèn)題相較于其他新能源發(fā)電系統(tǒng)更為嚴(yán)重，該問(wèn)題嚴(yán)重威脅了直驅(qū)式風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的安全穩(wěn)定，亟待解決。為了妥善解決直驅(qū)式風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中直接功率控制功率脈動(dòng)及其引起的并網(wǎng)電流畸變問(wèn)題，本文提出了一種基于占空比控制的直接功率控制策略。
　　論文根據(jù)網(wǎng)側(cè)變流器的電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及其簡(jiǎn)化電路分析了它的工作原理與運(yùn)行狀態(tài)，建立了其分別在三相靜止坐標(biāo)系、兩相靜止坐標(biāo)系、兩相同步旋轉(zhuǎn)坐

2、標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型。根據(jù)對(duì)直驅(qū)式風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)控制需求的分析，針對(duì)直流母線(xiàn)電壓、有功無(wú)功功率、并網(wǎng)電流諧波畸變率三個(gè)控制性能目標(biāo)的要求，選擇采用了直接功率控制策略。
　　利用網(wǎng)側(cè)變流器數(shù)學(xué)模型與瞬時(shí)功率理論深入闡述了直接功率控制策略的結(jié)構(gòu)機(jī)理，分析了滯環(huán)比較器、電壓矢量空間分區(qū)兩個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)，重點(diǎn)闡述了開(kāi)關(guān)表的一種新設(shè)計(jì)方法。利用仿真驗(yàn)證了基于新設(shè)計(jì)開(kāi)關(guān)表直接功率控制的有效性，并指出了該基于新設(shè)計(jì)開(kāi)關(guān)表的直接功率控制解決功率脈動(dòng)及其引起

3、的并網(wǎng)電流畸變問(wèn)題上的不足。
　　為了更好地解決直驅(qū)式風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)直接功率控制的功率脈動(dòng)與并網(wǎng)電流畸變問(wèn)題，在深入分析了功率脈動(dòng)原因的基礎(chǔ)上，發(fā)現(xiàn)了只有改變輸出電壓矢量的占空比才能消除功率脈動(dòng)，提出了一種基于占空比控制的直接功率控制策略;再根據(jù)功率脈動(dòng)的消除條件推導(dǎo)了占空比計(jì)算表達(dá)式，針對(duì)它與電路參數(shù)間存在復(fù)雜關(guān)系的問(wèn)題，提出了一種占空比計(jì)算優(yōu)化方法，進(jìn)一步提高了控制的魯棒性和適應(yīng)性。
　　通過(guò)仿真并與基于新設(shè)計(jì)開(kāi)關(guān)表的直接