直驅(qū)式風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)網(wǎng)側(cè)變流器控制策略研究.pdf

1、近年來，可再生能源的開發(fā)與利用一直是能源領(lǐng)域的研究重點(diǎn)，風(fēng)力發(fā)電是其中的重要組成部分。直驅(qū)式風(fēng)力發(fā)電技術(shù)以其優(yōu)越的特性日益成為風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中的主流。在在直驅(qū)式風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中，變流器可分為機(jī)側(cè)變流器和網(wǎng)側(cè)變流器。機(jī)側(cè)變流器主要起到整流和控制電機(jī)的作用，網(wǎng)側(cè)變流器主要起穩(wěn)定直流母線電壓和控制變流器輸出功率的作用。本文主要對(duì)網(wǎng)側(cè)變流器的控制策略進(jìn)行研究，進(jìn)行了以下工作：
　　(1)分析二極管箝位式三電平變流器拓?fù)浜凸ぷ髟?，建立不同坐?biāo)

2、系下的數(shù)學(xué)模型，并根據(jù)數(shù)學(xué)模型研究電壓定向的雙閉環(huán)控制策略。電壓環(huán)實(shí)現(xiàn)直流電壓穩(wěn)定和控制輸出功率的功能，電流環(huán)采用前饋解耦控制，實(shí)現(xiàn)有功分量和無功分量的獨(dú)立控制。文中詳細(xì)闡述了 SVPWM調(diào)制原理和實(shí)現(xiàn)方式，介紹了參考矢量區(qū)域判斷、矢量作用時(shí)間計(jì)算及矢量作用順序選擇等內(nèi)容。在MATLAB/Simulink仿真平臺(tái)上進(jìn)行控制策略仿真，分別建立了整流仿真模型和逆變仿真模型。
　　(2)闡述了SVPWM調(diào)制中死區(qū)時(shí)間的作用和意義，并介紹

3、了一種添加死區(qū)時(shí)間的方法。添加死區(qū)時(shí)間會(huì)產(chǎn)生死區(qū)效應(yīng)，文中闡明了死區(qū)效應(yīng)的危害，并研究了一種死區(qū)補(bǔ)償?shù)姆椒?。文中分別進(jìn)行了無死區(qū)時(shí)間、添加死區(qū)時(shí)間和添加死區(qū)補(bǔ)償?shù)膶?duì)比仿真，以驗(yàn)證死區(qū)補(bǔ)償策略。同時(shí)，文中對(duì) SVPWM過調(diào)制策略進(jìn)行了研究，中點(diǎn)分析了雙模式的過調(diào)制策略，并對(duì)其進(jìn)行仿真驗(yàn)證。
　　(3)重點(diǎn)研究了二極管箝位式三電平變流器中點(diǎn)電位不平衡的現(xiàn)象，分析了由電路工作原理和器件原因引起的中點(diǎn)電位不平衡，對(duì)中點(diǎn)電位的波動(dòng)做了詳細(xì)研

4、究和分析。文中著重介紹了基于小矢量控制因子的中點(diǎn)平衡控制方法和基于虛擬矢量的中點(diǎn)平衡控制方法?；谛∈噶靠刂埔蜃拥闹悬c(diǎn)平衡控制方法可以直接將中點(diǎn)平衡因子應(yīng)用于傳統(tǒng)三電平 SVPWM調(diào)制中，而基于虛擬矢量的控制方法要研究相應(yīng)的虛擬矢量調(diào)制策略，文中對(duì)此作了詳細(xì)闡述。
　　(4)在之前的仿真模型基礎(chǔ)上對(duì)兩種中點(diǎn)平衡控制策略進(jìn)行仿真，對(duì)比分析兩種不同的控制策略。最后，在2.5MW直驅(qū)式風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)網(wǎng)側(cè)變流器實(shí)驗(yàn)樣機(jī)上進(jìn)行部分控制策略的實(shí)