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中小型风力发电单相并网逆变控制系统的研究

作　者: 王瑞
导　师: 高晗璎
学　校: 哈尔滨理工大学
专　业: 电力电子与电力传动
关键词: 风力发电锁相环电流跟踪控制并网技术
分类号: TM614
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

作为清洁的可再生能源,风能在新能源应用中受到各国的普遍重视,风力发电并网技术也成为了当前国内外研究的热点。风力发电并网运行的关键是并网逆变控制器,其性能决定了风能的利用效率和控制系统的稳定性。本文以中小型风力发电单相并网逆变控制系统为研究对象,对并网逆变控制系统的电路拓扑结构、控制方法、参数选取等方面进行了深入的分析和研究,并设计制作了一台3kW的并网逆变器样机。文章首先讨论了现有的风力发电并网方案,提出不可控整流+BOOST升压+全桥逆变的主电路拓扑结构,并详细分析了BOOST升压电路和单相全桥逆变电路工作原理。在系统控制策略上升压部分采用电压电流双闭环控制,保证直流侧电压稳定;逆变部分采用电流闭环控制,利用同步锁相技术,使输出电流实时跟踪电网电压。同时为了减小电网电压对并网电流的影响,加入电网电压前馈控制。此外建立控制系统的数学模型,分析设计数字控制器。其次,根据系统设计要求,对3kW风力发电并网逆变器的主电路参数做了精确计算;设计了基于数字信号控制器dsPIC30F6010的控制电路板,并给出了硬件电路图及控制系统的软件流程图。最后,对整个风力发电单相并网逆变控制系统进行了仿真和实验。仿真及实验结果表明系统运行可靠,其稳态性能和动态性能良好,达到了预期设计目标,从而验证了并网控制方案的可行性和系统理论分析的正确性。

中小型风力发电单相并网逆变控制系统的研究

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