本文關鍵詞：基于直驅風力發(fā)電系統(tǒng)的準Z源逆變器研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著地球能源危機的問題日益嚴重,包括風能在內(nèi)的各種可再生能源發(fā)電并網(wǎng)技術成為當前研究的熱點,各種新型的功率變換拓撲應用到風力發(fā)電系統(tǒng)中,準Z源逆變器就是其中比較突出的一種。準Z源逆變器同時具有升降壓的能力,而且在單級拓撲中就能實現(xiàn),很好的克服了傳統(tǒng)的電壓型逆變器的局限性,因此能夠獲得更高的可靠性,更高的效率和更好的經(jīng)濟性,應用到風力發(fā)電系統(tǒng)中有很大的優(yōu)勢,本文主要研究準Z源逆變器在直驅永磁同步風力發(fā)電系統(tǒng)中的傳統(tǒng)線性化控制方法和帶阻感負載條件下準Z源逆變器的模型預測控制。論文首先介紹了準Z源逆變器的拓撲結構和準Z源逆變器的工作原理,并且利用它的工作原理和數(shù)學關系對它進行了數(shù)學建模,得到了它的小信號模型,并且得到了系統(tǒng)的簡化版的小信號模型框圖,獲得了逆變器直流電壓直通占空比D之間的傳遞函數(shù)和準Z源阻抗網(wǎng)絡電感電流與直通占空比D之間的傳遞函數(shù)。針對直驅永磁風力發(fā)電系統(tǒng),對風力機和永磁同步發(fā)電機進行了建模和仿真,介紹和仿真驗證了系統(tǒng)中的鎖相環(huán)的工作原理,得出變速恒頻風力發(fā)電系統(tǒng)獲得最大風能利用率的條件。研究了該風力發(fā)電系統(tǒng)中準Z源逆變器傳統(tǒng)的線性化控制并網(wǎng)技術,使用爬山搜索法實現(xiàn)系統(tǒng)的最大功率點追蹤。網(wǎng)側與傳統(tǒng)三相逆變器控制方法相同,采用電網(wǎng)電壓定向控制和前饋解耦控制,設定電網(wǎng)無功功率為0,使得準Z源逆變器運行在單位功率因數(shù)的狀態(tài),通過準Z源逆電感電流內(nèi)環(huán)和電容電壓外環(huán)的雙閉環(huán)控制,通過快速調(diào)節(jié)直通占空比的輸出D,結合網(wǎng)側逆變并網(wǎng)得到的兩相靜止坐標系下的電壓分量,介紹了準Z源逆變器不同的SVPWM調(diào)制方式以及模型預測控制的基本原理,針對準Z源逆變器的有效狀態(tài)、零狀態(tài)和直通狀態(tài)三種運行狀態(tài)建立等效模型和離散化的數(shù)學模型,運用Matlab/Simulink實現(xiàn)了帶阻感負載的準Z源逆變器的模型預測控制,系統(tǒng)輸出能精確的跟蹤給定的參考值和很高的輸出精度,有很好的應用前景。最后,運用準Z源逆變器的分段直通空間矢量脈寬調(diào)制技術,維持逆變器直流側電壓的穩(wěn)定,對風速改變的條件下直驅風力發(fā)電系統(tǒng)的運行情況進行了仿真研究,控制策略的正確性和有效性得到了驗證。
【關鍵詞】：風力發(fā)電 準Z源逆變器 并網(wǎng)技術 模型預測控制
【學位授予單位】：湖南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TM464
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-19
• 1.1 課題背景及意義10-12
• 1.2 風力發(fā)電系統(tǒng)研究現(xiàn)狀12-15
• 1.3 Z源/準Z源逆變器研究狀況簡介15-17
• 1.3.1 Z源/準Z源逆變器研究背景15-16
• 1.3.2 Z源/準Z源逆變器調(diào)制方式和控制策略16-17
• 1.4 課題來源和研究內(nèi)容17-19
• 1.4.1 Z源/準Z源逆變器研究背景17
• 1.4.2 研究內(nèi)容17-19
• 第2章 直驅式永磁同步風力發(fā)電系統(tǒng)19-28
• 2.1 直驅式永磁同步風力發(fā)電系統(tǒng)拓撲結構簡介19
• 2.2 風力機的建模與分析19-25
• 2.2.1 風力機的功率特性20
• 2.2.2 風力機的基本原理20-25
• 2.2.3 風力機的運動學方程25
• 2.3 永磁同步發(fā)電機的數(shù)學模型與分析25-26
• 2.4 風力發(fā)電系統(tǒng)鎖相環(huán)(PLL)26-27
• 2.5 本章小結27-28
• 第3章 準Z源逆變器的原理和模型28-36
• 3.1 準Z源逆變器的工作原理28-30
• 3.2 準Z源逆變器的數(shù)學建模30-34
• 3.3 準Z源網(wǎng)絡參數(shù)的設計34-35
• 3.4 本章小結35-36
• 第4章 準Z源逆變器風力發(fā)電系統(tǒng)控制技術36-58
• 4.1 準Z源逆變器的并網(wǎng)控制設計36-39
• 4.1.1 電網(wǎng)電壓定向的矢量控制36-38
• 4.1.2 直通占空比D閉環(huán)控制38-39
• 4.2 準Z源逆變器的SVPWM控制技術39-47
• 4.3 準Z源模型預測控制的研究47-54
• 4.3.1 模型預測控制的基本原理47-48
• 4.3.2 準Z源系統(tǒng)預測模型分析48-51
• 4.3.3 準Z源系統(tǒng)模型預測控制的實現(xiàn)51-54
• 4.4 MPPT條件下的系統(tǒng)仿真分析54-57
• 4.5 本章小結57-58
• 結論58-60
• 參考文獻60-64
• 致謝64-65
• 附錄A 攻讀學位期間發(fā)表的學術論文目錄65-66
• 附錄B 攻讀學位期間參加的科研項目66-67
• 附錄C 準Z源逆變系統(tǒng)模型預測控制主程序67-68

  本文關鍵詞：基于直驅風力發(fā)電系統(tǒng)的準Z源逆變器研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：267656