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改善直驱式风电模拟系统电磁兼容的随机调制技术研究

作　者: 熊前柱
导　师: 王斌
学　校: 三峡大学
专　业: 电力系统及其自动化
关键词: 风力发电系统逆变器随机调制技术 EMI
分类号: TN03
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

风力发电以清洁、可再生等优点在全球各国得到广泛的应用,目前在风力发电系统中,电力电子技术和控制策略的技术研究已经成熟,大量技术成果在风力发电中得到使用,因此电力电子设备引起的电磁干扰(EMI)和电磁污染也就越来越严重,并已逐渐成为最主要的谐波源。为了解决这个问题,本文主要从两个方面完成本课题。本文首先介绍了风力发电及其控制技术的发展状况,描述直驱式风力发电系统风力机的数学模型,建立了并励式直流电动机和他励式直流发电机的电路模型;提出了随机调制技术,研究适合移植随机调制技术的正弦波逆变器结构和控制策略,分析该技术应用到风力发电模拟系统中的可能性及理论改进方法;研究了直流Boost升压DC-DC变换器的工作原理。本文最后设计了基于AVR系列高性能单片机的小型直驱式风力发电模拟系统,包括直流Boost升压DC-DC变换器,正弦波逆变器,并成功地将随机调制技术应用到正弦波逆变器部分,实验结果验证了该技术能减小风电系统中EMI以及本文提出的各种控制方法的可行性。

全文目录

内容摘要  4-5
Abstract  5-7
1 绪论  7-12
  1.1 风力发电研究的背景和意义  7-8
  1.2 国内外风力发电技术现状及存在的问题  8-10
  1.3 课题研究背景与主要内容  10-12
2 直驱式风力发电系统的原理  12-26
  2.1 风力机的数学模型  12-13
  2.2 风力机的最大风能捕获运行原理  13-15
  2.3 风力发电系统模拟装置的选择及简化电路模型  15-19
  2.4 直流DC-DC 升压电路原理  19-22
  2.5 随机调制技术原理  22-24
  2.6 逆变器的控制策略的选择  24-26
3 直驱式风力发电模拟系统的实现  26-48
  3.1 风电模拟系统的组成  26-27
  3.2 Boost 直流升压器的设计  27-33
  3.3 随机调制技术的硬软件实现  33-37
  3.4 应用随机调制技术的逆变器的硬件设计  37-44
  3.5 最大功率跟踪的实现  44-45
  3.6 系统试验结果  45-48
4 小结与展望  48-49
  4.1 本文的主要工作和结论  48
  4.2 目前存在问题和对未来工作的展望  48-49
参考文献  49-52
后记  52-53
附录1:直驱式风力发电模拟系统的电路图  53-56
附录2：攻读硕士学位期间发表的学术论著  56

改善直驱式风电模拟系统电磁兼容的随机调制技术研究

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