基于直驅(qū)型風(fēng)電系統(tǒng)的多電平變流器算法研究.pdf

1、目前主流的風(fēng)電系統(tǒng)中，直驅(qū)型風(fēng)電系統(tǒng)因其具有結(jié)構(gòu)簡單、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)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。全功率并網(wǎng)變流裝置作為直驅(qū)型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)與電網(wǎng)的接口，其結(jié)構(gòu)的選擇對變速恒頻運(yùn)行性能至關(guān)重要。然而，國內(nèi)外對于雙饋型系統(tǒng)變流器研究較多，但有關(guān)直驅(qū)型系統(tǒng)全功率并網(wǎng)變流器的深入研究還很少。我國直驅(qū)型變流機(jī)組及其核心控制技術(shù)方面也嚴(yán)重依賴進(jìn)口，極大制約了我國風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。本文針對

2、直驅(qū)型風(fēng)電系統(tǒng)全功率并網(wǎng)變流裝置進(jìn)行研究，并通過仿真驗(yàn)證了理論研究成果的正確性。主要研究內(nèi)容如下：
　　 ⑴介紹了世界風(fēng)電發(fā)展的背景、概況以及技術(shù)發(fā)展趨勢，對比分析了恒速恒頻和變速恒頻風(fēng)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)，詳細(xì)闡述了變速恒頻系統(tǒng)的幾種典型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，闡述了并網(wǎng)變流裝置的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及其控制策略的發(fā)展概況。
　　 ⑵對比分析了典型并網(wǎng)變流方案的結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)，并在考慮現(xiàn)有開關(guān)器件耐壓值及開關(guān)頻率水平的情況下提出一種符合大功率直驅(qū)型風(fēng)

3、電系統(tǒng)要求的變流拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，即將單元串聯(lián)型多電平變流器與直驅(qū)型風(fēng)電系統(tǒng)相結(jié)合的方案，利用低速多相永磁同步發(fā)電機(jī)為各個(gè)串聯(lián)單元提供獨(dú)立直流電源，將直驅(qū)型風(fēng)電系統(tǒng)的固有的優(yōu)點(diǎn)同單元串聯(lián)型變流器高壓、高品質(zhì)、大功率的輸出特點(diǎn)結(jié)合在一起。
　　 ⑶分析了多電平變流器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，工作原理，及控制方法。針對本方案中出現(xiàn)的直流側(cè)電壓不平衡情況，論文通過分析基于載波移相脈寬調(diào)制方法不同調(diào)制深度下的輸出波形，提出了直流側(cè)電壓不平衡情況下輸出電壓的穩(wěn)