永磁直驅式風力發(fā)電并網系統(tǒng)中變流器的研究.pdf

1、風力發(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、經濟效益以及社會效益。隨著經濟的發(fā)展,人類對能源的需求越來越大,風能的開發(fā)是解決能源需求的主要途徑之一。在能源利用方面,大功率并網型風力發(fā)電是目前高效利用風能的主要方式。并網型風力發(fā)電系統(tǒng)的作用是將不斷變化的風能通過風輪機轉換成機械能,再通過發(fā)電機將機械能轉換成電能,最后并入電網。由于帶有增速齒輪箱的定速恒頻風電機組具有運行效率低、噪聲及機械損耗大等缺點,已不能適應時代的需

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

3、基礎上,研究了適合直驅并網要求的變流電路的拓撲結構,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)逆變器的拓撲結構,并描述了永磁直驅式風力發(fā)電系統(tǒng)的數(shù)學模型。其次,對變流電路的結構進行了說明,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),對并網過程中可能出現(xiàn)的問題進行針對性研究。從仿真結果上可以看