電流源型變流器具有魯棒性強(qiáng)、短路保護(hù)能力強(qiáng)、故障穿越能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn),并且隨著半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展和高開關(guān)頻率逆阻型器件RBIGBT的出現(xiàn),高開關(guān)頻率的PWM電流源型變流技術(shù)能夠使變流器實(shí)現(xiàn)輕量化,從而改善了傳統(tǒng)電流源型變流器開關(guān)頻率低、無(wú)源器件大、動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度慢的缺陷,使輕量化的電流源型變流器可以獲得與電壓源型變流器相比擬的靜態(tài)性能和動(dòng)態(tài)性能。本文將基于RB-IGBT器件的高開關(guān)頻率PWM電流源型變流技術(shù)應(yīng)用于雙饋風(fēng)電機(jī)組,系統(tǒng)地分析了其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、工作原理和調(diào)制方式,并給出了高開關(guān)頻率下電流源型變流器的主電路參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)方案,使變流器能夠?qū)崿F(xiàn)輕量化。通過(guò)對(duì)系統(tǒng)的建模分析,提出了電流源型雙饋風(fēng)電變流器的最小直流母線電流控制策略,并給出了系統(tǒng)靜態(tài)工作點(diǎn)的計(jì)算方法;此外,根據(jù)系統(tǒng)的狀態(tài)空間方程,對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行小信號(hào)建模,在此基礎(chǔ)上提出了控制器參數(shù)的完整設(shè)計(jì)方法,使該系統(tǒng)能夠獲得優(yōu)秀的動(dòng)態(tài)性能。最后,本文通過(guò)仿真和硬件在環(huán)實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、主電路參數(shù)設(shè)計(jì)、控制策略、控制器設(shè)計(jì)的有效性與正確性。

【文章頁(yè)數(shù)】：108 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 課題背景
        1.1.1 風(fēng)力發(fā)電背景介紹
        1.1.2 風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
        1.1.3 大功率變流器在風(fēng)電領(lǐng)域的應(yīng)用
        1.1.4 逆阻型IGBT介紹
    1.2 電流源型變流器的研究現(xiàn)狀
    1.3 本文主要研究?jī)?nèi)容和創(chuàng)新點(diǎn)
第二章 電流源型變流器的拓?fù)渑c調(diào)制
    2.1 電流源型變流器與風(fēng)電系統(tǒng)的拓?fù)?br>    2.2 電流源型變流器的調(diào)制策略
    2.3 調(diào)制策略與直流電流紋波的關(guān)系
    2.4 仿真驗(yàn)證
    2.5 本章小結(jié)
第三章 電流源型雙饋風(fēng)電系統(tǒng)的數(shù)學(xué)建模與穩(wěn)態(tài)分析
    3.1 系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型
        3.1.1 風(fēng)力機(jī)模型
        3.1.2 雙饋電機(jī)模型
        3.1.3 網(wǎng)側(cè)變流器模型
        3.1.4 網(wǎng)側(cè)并網(wǎng)電路模型
        3.1.5 機(jī)側(cè)變流器模型
        3.1.6 直流回路模型
        3.1.7 系統(tǒng)空間狀態(tài)方程
    3.2 穩(wěn)態(tài)工作點(diǎn)分析
        3.2.1 穩(wěn)態(tài)方程
        3.2.2 轉(zhuǎn)子側(cè)最小直流電流計(jì)算
        3.2.3 網(wǎng)側(cè)最小直流電流計(jì)算
    3.3 本章小結(jié)
第四章 電流源型雙饋風(fēng)電變流器的主回路參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)
    4.1 機(jī)側(cè)濾波器參數(shù)設(shè)計(jì)
    4.2 網(wǎng)側(cè)濾波器參數(shù)設(shè)計(jì)
    4.3 直流母線電感參數(shù)設(shè)計(jì)
    4.4 仿真驗(yàn)證
        4.4.1 轉(zhuǎn)子電容選型的仿真驗(yàn)證
        4.4.2 網(wǎng)側(cè)濾波器選型的仿真驗(yàn)證
        4.4.3 直流電感選型的仿真驗(yàn)證
    4.5 本章小結(jié)
第五章 電流源型雙饋風(fēng)電系統(tǒng)的控制策略
    5.1 系統(tǒng)控制策略
        5.1.1 機(jī)側(cè)控制策略
        5.1.2 網(wǎng)側(cè)控制策略
        5.1.3 最小直流母線電流控制策略
    5.2 仿真驗(yàn)證
    5.3 本章小結(jié)
第六章 基于小信號(hào)模型的控制器參數(shù)設(shè)計(jì)
    6.1 系統(tǒng)小信號(hào)模型
    6.2 網(wǎng)側(cè)PI控制器參數(shù)設(shè)計(jì)方法
    6.3 具體算例
    6.4 仿真驗(yàn)證
    6.5 本章小結(jié)
第七章 電流源型雙饋風(fēng)電變流器的硬件在環(huán)實(shí)驗(yàn)
    7.1 硬件在環(huán)簡(jiǎn)介
    7.2 程序總體框架
    7.3 關(guān)鍵模塊算法
        7.3.1 數(shù)字PI控制器
        7.3.2 數(shù)字三相鎖相環(huán)
        7.3.3 坐標(biāo)變換模塊
        7.3.4 空間矢量調(diào)制模塊
    7.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
    7.5 本章小結(jié)
第八章 總結(jié)與展望
    8.1 主要工作與創(chuàng)新點(diǎn)
    8.2 后續(xù)研究工作
參考文獻(xiàn)
附錄1 仿真與實(shí)驗(yàn)參數(shù)
附錄2 CSC-DFIG的小信號(hào)模型
基金資助
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間已發(fā)表或錄用的論文



本文編號(hào)：3862444