直驅式風力發(fā)電系統(tǒng)網(wǎng)側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域的研究重點，風力發(fā)電是其中的重要組成部分。直驅式風力發(fā)電技術以其優(yōu)越的特性日益成為風力發(fā)電系統(tǒng)中的主流。在在直驅式風力發(fā)電系統(tǒng)中，變流器可分為機側變流器和網(wǎng)側變流器。機側變流器主要起到整流和控制電機的作用，網(wǎng)側變流器主要起穩(wěn)定直流母線電壓和控制變流器輸出功率的作用。本文主要對網(wǎng)側變流器的控制策略進行研究，進行了以下工作：
　　(1)分析二極管箝位式三電平變流器拓撲和工作原理，建立不同坐標

2、系下的數(shù)學模型，并根據(jù)數(shù)學模型研究電壓定向的雙閉環(huán)控制策略。電壓環(huán)實現(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，實現(xiàn)有功分量和無功分量的獨立控制。文中詳細闡述了 SVPWM調(diào)制原理和實現(xiàn)方式，介紹了參考矢量區(qū)域判斷、矢量作用時間計算及矢量作用順序選擇等內(nèi)容。在MATLAB/Simulink仿真平臺上進行控制策略仿真，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)時間的作用和意義，并介紹

3、了一種添加死區(qū)時間的方法。添加死區(qū)時間會產(chǎn)生死區(qū)效應，文中闡明了死區(qū)效應的危害，并研究了一種死區(qū)補償?shù)姆椒?。文中分別進行了無死區(qū)時間、添加死區(qū)時間和添加死區(qū)補償?shù)膶Ρ确抡?，以驗證死區(qū)補償策略。同時，文中對 SVPWM過調(diào)制策略進行了研究，中點分析了雙模式的過調(diào)制策略，并對其進行仿真驗證。
　　(3)重點研究了二極管箝位式三電平變流器中點電位不平衡的現(xiàn)象，分析了由電路工作原理和器件原因引起的中點電位不平衡，對中點電位的波動做了詳細研

4、究和分析。文中著重介紹了基于小矢量控制因子的中點平衡控制方法和基于虛擬矢量的中點平衡控制方法。基于小矢量控制因子的中點平衡控制方法可以直接將中點平衡因子應用于傳統(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的虛擬矢量調(diào)制策略，文中對此作了詳細闡述。
　　(4)在之前的仿真模型基礎上對兩種中點平衡控制策略進行仿真，對比分析兩種不同的控制策略。最后，在2.5MW直驅式風力發(fā)電系統(tǒng)網(wǎng)側變流器實驗樣機上進行部分控制策略的實