發(fā)布時(shí)間：2020-09-26 18:00

　　 隨著海上風(fēng)電的發(fā)展,風(fēng)機(jī)容量趨向大型化,低壓690V風(fēng)力發(fā)電機(jī)出口電流將大幅增加,給機(jī)組的制造、運(yùn)行與維護(hù)帶來(lái)一系列挑戰(zhàn)。永磁同步發(fā)電機(jī)(Permanent Magnetic Synchronous Generator,PMSG)具有無(wú)齒輪箱、易維護(hù)、變速范圍廣的特性,在海上風(fēng)電中極具應(yīng)用價(jià)值。為減小機(jī)組出口電流,采用永磁直驅(qū)中壓風(fēng)力發(fā)電機(jī),研究與該發(fā)電機(jī)配套的中壓風(fēng)電變流器具有現(xiàn)實(shí)意義。本文通過(guò)對(duì)比各種中壓拓?fù)?將研究重點(diǎn)選取為級(jí)聯(lián)H橋型中壓變流器,對(duì)包含永磁直驅(qū)發(fā)電機(jī)與級(jí)聯(lián)H橋型變流器的風(fēng)電系統(tǒng)進(jìn)行選型與設(shè)計(jì),對(duì)該變流器穩(wěn)態(tài)運(yùn)行以及故障狀態(tài)下的控制策略與調(diào)制方法進(jìn)行研究,研究?jī)?nèi)容與主要工作包括以下幾點(diǎn):(1)在建立PMSG風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)關(guān)鍵環(huán)節(jié)詳細(xì)數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上,分別研究級(jí)聯(lián)H橋型中壓風(fēng)電變流器的機(jī)側(cè)變流器與網(wǎng)側(cè)變流器,分析了理想電網(wǎng)條件下穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)機(jī)側(cè)與網(wǎng)側(cè)變流器的常規(guī)矢量控制策略與調(diào)制方法,按照典型I型、典型II型系統(tǒng)參數(shù)設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)控制環(huán)路中PI調(diào)節(jié)器參數(shù),對(duì)文中的發(fā)電機(jī)與變流器進(jìn)行選型與設(shè)計(jì)。(2)為提高系統(tǒng)性能:針對(duì)該變流器單個(gè)功率模塊直流母線存在幅值很大的不定頻電壓波動(dòng)問(wèn)題,本文推導(dǎo)了該波動(dòng)對(duì)并網(wǎng)電流低頻諧波的影響,綜合考慮諧波濾除效果及系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能,提出基于變頻陷波的級(jí)聯(lián)H橋風(fēng)電變流器直流電壓波動(dòng)導(dǎo)致的并網(wǎng)電流低頻諧波抑制策略;針對(duì)傳統(tǒng)級(jí)聯(lián)H橋變流器采用多繞組移相變壓器與電網(wǎng)相連增加系統(tǒng)體積與成本的問(wèn)題,采用雙邊傅里葉變換研究網(wǎng)側(cè)子變流器不同載波相位對(duì)變流器輸出性能的影響,提出了應(yīng)用于網(wǎng)側(cè)變流器的一種載波移相調(diào)制方法。(3)研究故障狀態(tài)下級(jí)聯(lián)H橋式中壓風(fēng)電變流器的控制問(wèn)題,為使發(fā)電機(jī)在變流器故障狀態(tài)下可以容錯(cuò)運(yùn)行并輸出最優(yōu)的功率,本文提出了中性點(diǎn)偏移與優(yōu)化的變槳控制分層協(xié)調(diào)的控制策略,與常規(guī)同級(jí)旁路方式相比,該控制策略可以使風(fēng)力發(fā)電機(jī)在變流器故障狀態(tài)下始終輸出最大功率且不會(huì)對(duì)電機(jī)造成破壞。(4)搭建了基于RT-LAB的級(jí)聯(lián)H橋型變流器硬件在環(huán)實(shí)時(shí)仿真平臺(tái),對(duì)系統(tǒng)的軟硬件進(jìn)行了精確設(shè)計(jì),其實(shí)時(shí)性與精確性均高于離線仿真,在該平臺(tái)上對(duì)前文研究的控制方案進(jìn)行驗(yàn)證。
【學(xué)位單位】：上海交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類(lèi)】：TM46;TM614
【部分圖文】：

圖 5- 1 RT-LAB 硬件在環(huán)結(jié)構(gòu)圖Fig. 5-1 Structure of RT-LAB with hardware in l仿真計(jì)算機(jī)與實(shí)時(shí)仿真軟件

用的 RT-LAB 實(shí)時(shí)仿真計(jì)算機(jī)型號(hào)為加拿大 Opal如圖 5-2 所示，體積較小，可以方便的放置于桌面大的計(jì)算單元、高效的前置處理器以及信號(hào)調(diào)理模者位于上層。機(jī)箱的前面板為觀測(cè)信號(hào)的通道，

圖 5- 3 OP5600 實(shí)時(shí)仿真機(jī)硬件架構(gòu)Fig. 5-3 Hardware architecture of OP5600 real time simulato硬件架構(gòu)如圖 5-3 所示，其運(yùn)算單元為 2 塊主頻為)，每個(gè) CPU 包含 6 個(gè)核，因此共有 12 個(gè)核，可

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 呂飛;張松濤;余鳳豪;吉哲;;級(jí)聯(lián)多電平變換器CPSPWM可重構(gòu)控制研究[J];電氣自動(dòng)化;2015年06期

2 年珩;周義杰;曾恒力;;開(kāi)繞組永磁同步發(fā)電機(jī)的容錯(cuò)控制[J];電工技術(shù)學(xué)報(bào);2015年10期

3 周星伯;韓民曉;王志春;張志強(qiáng);;牽引負(fù)荷接入產(chǎn)生的負(fù)序分量對(duì)近端發(fā)電機(jī)影響的評(píng)估[J];電網(wǎng)技術(shù);2013年12期

4 胡鵬飛;江道灼;周月賓;林志勇;梁一橋;郭捷;;模塊化多電平換流器子模塊故障冗余容錯(cuò)控制策略[J];電力系統(tǒng)自動(dòng)化;2013年15期

5 朱景偉;刁亮;任寶珠;邵萍波;;具有冗余特性的永磁容錯(cuò)電機(jī)短路故障分析與控制[J];電工技術(shù)學(xué)報(bào);2013年03期

6 趙成勇;陳曉芳;曹春剛;敬華兵;;模塊化多電平換流器HVDC直流側(cè)故障控制保護(hù)策略[J];電力系統(tǒng)自動(dòng)化;2011年23期

7 黃川;王志新;王國(guó)強(qiáng);;基于MMC的海上風(fēng)電場(chǎng)柔性直流輸電變流器仿真[J];電力自動(dòng)化設(shè)備;2011年11期

8 李虹;董亮;段紅霞;;中國(guó)可再生能源發(fā)展綜合評(píng)價(jià)與結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究[J];資源科學(xué);2011年03期

9 羅如意;林曄;錢(qián)野;;世界風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展綜述[J];可再生能源;2010年02期

10 任小永;姚凱;曠建軍;阮新波;;損耗最小化輸出濾波電感的設(shè)計(jì)[J];中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào);2008年27期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 張興;PWM整流器及其控制策略的研究[D];合肥工業(yè)大學(xué);2003年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前9條

1 趙鷹;風(fēng)力機(jī)葉片氣動(dòng)彈性耦合分析與優(yōu)化[D];中國(guó)科學(xué)院大學(xué)(中國(guó)科學(xué)院工程熱物理研究所);2017年

2 王來(lái)磊;風(fēng)電機(jī)組機(jī)側(cè)變流器控制策略研究[D];上海交通大學(xué);2015年

3 董建政;基于RT-LAB的風(fēng)電場(chǎng)無(wú)功電壓控制仿真分析[D];上海交通大學(xué);2015年

4 李萌;基于永磁直驅(qū)風(fēng)電機(jī)組的風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)運(yùn)行電壓穩(wěn)定性研究[D];蘭州交通大學(xué);2013年

5 王帆;級(jí)聯(lián)型高壓變頻器空間矢量調(diào)制方法的研究與實(shí)現(xiàn)[D];湖南大學(xué);2013年

6 李倩;完美無(wú)諧波高壓變頻器的研究與設(shè)計(jì)[D];武漢理工大學(xué);2012年

7 賀博;單相PWM整流器的研究[D];華中科技大學(xué);2012年

8 高寧;三電平中壓風(fēng)電變流器的研究[D];上海交通大學(xué);2012年

9 秦卓欣;級(jí)聯(lián)型高壓變頻器載波移相技術(shù)的仿真與實(shí)現(xiàn)[D];湖南大學(xué);2010年

本文編號(hào)：2827298