【摘要】：在新能源發(fā)電的熱潮下,太陽(yáng)能發(fā)電技術(shù)、風(fēng)力發(fā)電技術(shù)等為代表的新能源發(fā)電技術(shù)得到了高速發(fā)展。其中,風(fēng)能以其取之不盡、用之不竭、無(wú)污染的特點(diǎn)而成為新能源發(fā)電領(lǐng)域的熱點(diǎn)。由于風(fēng)速的不確定與間隙性,永磁同步發(fā)電機(jī)輸出電壓的幅值和頻率都隨轉(zhuǎn)速不斷變化,不能直接并網(wǎng)。因此,在發(fā)電機(jī)和電網(wǎng)之間存在變流裝置。并網(wǎng)逆變器作為連接發(fā)電機(jī)與電網(wǎng)的接口器件,其選擇是否合理將直接影響到整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行性能。傳統(tǒng)的變流裝置采用三相電壓源逆變器,但是三相電壓源逆變器為降壓型逆變器,為了滿(mǎn)足風(fēng)電系統(tǒng)的要求需要加入BOOST型的DC-DC升壓電路,在一定程度上降低了系統(tǒng)的效率,且使得變流裝置變?yōu)槎?jí)結(jié)構(gòu),使得控制更加復(fù)雜。且為防止開(kāi)關(guān)器件的誤開(kāi)通、誤關(guān)斷需要在開(kāi)關(guān)信號(hào)中加入死區(qū)時(shí)間,而死區(qū)時(shí)間的加入會(huì)使得逆變器輸出波形的諧波含量增加。Z源逆變器作為一種新型的功率變換拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),克服了傳統(tǒng)逆變器的缺點(diǎn),無(wú)需插入死區(qū)時(shí)間且具有升壓特性。但是Z源逆變器也存在一些缺陷,針對(duì)傳統(tǒng)Z源逆變器的缺陷,本文在傳統(tǒng)Quasi-Z源逆變器的基礎(chǔ)上,提出三種改進(jìn)型Quasi-Z源逆變器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),以改善逆變器的工作性能。最終將其應(yīng)用在風(fēng)電并網(wǎng)系統(tǒng)中,通過(guò)雙閉環(huán)控制策略實(shí)現(xiàn)其有效并網(wǎng)。本文的主要研究?jī)?nèi)容如下:(1)首先對(duì)永磁直驅(qū)式風(fēng)力發(fā)電機(jī)組各部分工作原理及運(yùn)行特性進(jìn)行了詳細(xì)分析,建立了風(fēng)力機(jī)的數(shù)學(xué)模型。(2)針對(duì)傳統(tǒng)Z源逆變器的固有缺陷,提出了3種改進(jìn)型Quasi-Z源逆變器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),通過(guò)將開(kāi)關(guān)電感單元與傳統(tǒng)Quasi-Z源逆變器中的電感器件互換。利用開(kāi)關(guān)電感中二極管工作狀態(tài)的變化,將其在直通狀態(tài)期間將儲(chǔ)存在開(kāi)關(guān)電感的能量傳遞給負(fù)載,從而提升了改進(jìn)型Quasi-Z源逆變器的增壓特性,在提升增壓能力的同時(shí),Z源阻抗網(wǎng)絡(luò)電容電壓的應(yīng)力得到顯著降低。(3)對(duì)于直流側(cè),采用狀態(tài)空間平均法建立其小信號(hào)模型。根據(jù)小信號(hào)模型構(gòu)造出電壓環(huán)的控制策略,利用電容電壓間接控制直流鏈母線(xiàn)電壓,使其保持在穩(wěn)定。對(duì)于交流側(cè),采用基于電網(wǎng)電壓定向的矢量控制,該矢量控制開(kāi)關(guān)頻率固定,控制效果良好,因此應(yīng)用最為廣泛。最終建立了基于Z源阻抗網(wǎng)絡(luò)電容電壓環(huán)和網(wǎng)側(cè)電流環(huán)的雙閉環(huán)控制策略。
【學(xué)位授予單位】：蘭州交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類(lèi)號(hào)】：TM464;TM614

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2542072