电气工程及其自动化专业论文 风力发电并网控制的变流器研究设计
大功率直驱风力发电机组并网变流器的研究

a : + =
= / C 则从网 1w m
图 1 网侧 变 流器 L L结 构 图 C
当 V R工 作 在 单 位功 率 因数 时 , 矢 量 三 S 由“
角形 ” 知 可
+( L = ∞1 ) , () 1
[ 2( +z )一j Z 】 一j +z ) j 1 一j b 。 b ( X b ( +Z ) j 。+Z ) 一j b (X b
( h n a gIstt o n ier g S ega g10 3 ,C ia S eyn ntue f gne n , h n yn 1 6 hn ) i E i 1
Ab ta t h s p p r s d e h e in o h i i u to e f l s a e p we o v re , ih ic u e s r c :T i a e t i d t e d sg ft e man cr i ft ul c l o rc n e tr wh c n l d s u c h -
且 电感 还 应该 满足
一
2 一 4
・
分布式电源 ・
低 压 电器 (0 2 o 6 21N . )
发 电机端 线 电 压 峰值 为20 0V。 由上 述 计 算 可 6
N 100 0
三
一
0
100 0
知 , 侧 变 流 器 输 出 脉 冲 的 上 升 时 间 需 大 于 机
低压电器 (0 2 . ) 2 1 No6
・ 分布 式电源 ・
单, 因而得 到 了 广 泛应 用 。但 随着 功 率 等级 的提
t t
≥ ma£ ) =ma x( x
, =2 3, n , … () 2
风力发电并网变流器的研究与设计

风力发电并网变流器的研究与设计作者:李元来源:《环球市场》2017年第02期摘要:目前,风力发电是新能源发电使用最多的方式之一,目前大量新建的风电场直接接入输电网,而风机是旋转设备,因此其对电力系统稳定运行一定会产生影响。
对双馈感应电动机的模型及其控制装置进行了建模,并对其接入电力系统后,对电网的电压稳定性的影响进行了研究。
仿真结果显示,风机的特征及控制将对电力系统的电压稳定性产生严重影响。
关键词:变流器;风力发电;控制社会经济发展的势头日益迅猛,对各种可再生能源的开发与研究的速度也逐渐加快。
风能作为可再生能源,受到各国的普遍关注,风力发电技术也在近几年快速发展。
随着风能的逐渐开发,风力发电技术的进步,风力发电方式也经历了从恒速恒频到变速恒频的变化。
变速恒频发电是一种新型的风力发电方式,它运用各种电力技术、转换技术和微机技术等等进行发电机的控制,让发电机可以实现变速运转,让风能的利用率达到最大,是一种新型的、高效率、高质量的发电方式。
要想实现变速恒频发电,其中的核心部件就是发电机组的变流器,因此需要加强对发电机组的变流器技术的研究。
1风力发电机组变流器的系统设计1.1变流器主系统的整体设计根据上述技术指标的要求和风力发电系统的工作要求,结合变频器设计的相关方法可知,风力发电机组变流器主系统的设计主要包括六部分:首先是要选择合适的同步电机,这里为满足工作需要选用六项永磁同步电机;其次是变流器的选择,在第二部分的介绍中提到,现在使用比较普遍的是PWM变流器,这里为了更好地实现变流效果,选用双PWM变流器,采用背靠背的方式安装;在风力发电的过程中为了保持发电恒频,需要对发电机的电压进行调解,因此需要使用调压器;在变流器的输入端和输出度端需要安装滤波器,过滤掉谐波的影响;在风力发电过程完成之后需要将生产的电力输送到电网中,也就是要进行并网,因此要设计相应的并网装置和系统保护装置;使用定点DSP控制器控制功率模块的运行。
风力发电中网侧变流器控制系统研究

电压 和 交 流侧 单 位 功 率 因数 这 两个 目标 给 出 了 双
闭环控 制 的实现 , 对该 控制 系统 进行 了仿 真 。 并
1 网侧 变 流 器 的建 模
一
‰
q=
.
wR { i ) a _
上式 可 知 , ,轴5之 间存 在 耦合 项 ( w L i , d q 一 L i wa , )
在 电机 参 数 已知 的情 况下 可 通过 完 全 去耦 控 制 来 实 现线性 化控 制 。 计 出的解耦 控制 图如 图2 示 。 设 所
0 引言
随着 近 年 来 环境 污 染 的加 剧 和石 油 等 矿 石 能 源 的短缺 , 们对 新 型能 源 的研 究 开发 热 情越 来越 人 高 。风能 是 一种 清洁 的有 效可 再 生能 源 , 到 了世 受 界各 国的高 度重 视 。 力发 电是 利 用风力 发 电机 组 风 将 风 的动 能 转 化 为 电能 的一 种 可再 生 能 源 发 电 方
网侧变 流器 运行 原理 及 数学模 型 的基础 上 . 设计 了
电网 电压定 向矢 量控 制 系统 。 分别 针对 稳定 直 流侧
图 1 网侧 变流 器 的拓 扑 结 构
定义 单极性 二值 逻辑 开关 函数s为 :
收 稿 日期 :0 1 0 — 5 2 1 — 3 1 作 者 简 介 : 全 飞 (9 6 ) 男 , 理 工 程 师 , 事 电 力 系 统 王 18一 , 助 从 继 电 保 护 工作 。
网侧 变流器 三相拓 扑结构 如图 l 所示 。其 中e. a
MW风力发电并网逆变器研究与设计

2MW风力发电并网逆变器研究与设计仇志凌陈国柱浙江大学电气学院 310027摘要:针对兆瓦级风电并网逆变器主电路研制中存在的并联扩容、开关频率较低和LCL滤波器难以优化设计等问题,提出了采用交流侧串接电感再进行并联的均流方案,采用载波移相技术提高变流器的等效开关频率,提出了LCL滤波器的设计原则,并给出了上述设计的理论依据和实现方法。
通过对2兆瓦风电变流器主电路的仿真验证了上述技术方案。
关键词:兆瓦级并网逆变器、电感均流、低开关纹波电流、载波移相、LCL滤波器1引言随着能源紧张和环境问题的日益严重,新能源发电技术,如风力发电和光伏发电等越来越受到人们的重视。
风力发电由于单机容量大、成本低,在现阶段更具有吸引力,在世界范围内其总装机容量得到了快速的增长。
当前,风力发电正在朝着更大的单机容量发展,兆瓦级机组在国外已经投入大规模商业运行,5~6兆瓦的机组也已开始试运行。
相应的,大容量机组对并网逆变器的容量提出了较高的要求。
为了满足大容量的要求,逆变器的并联扩容成为了必然的选择。
现有的并联方式主要有功率模块直接并联、功率模块交流侧串接电感再并联和以UPS为代表的系统级并联。
但采用何种简单、可靠的并联方式保证一定的均流效果需要仔细研究。
并网逆变器会引入附加的谐波,因此注入电网的电流谐波大小是一项重要指标,受到了人们的广泛关注。
IEEE Std929-2000和IEEE Std.P1547标准[1]对并网发电的电源系统注入电网电流的谐波做出了严格的限制,总谐波失真< THD)小于5%,3、5、7、9次谐波小于4%,11~15次小于2%,35次以上小于0.3%。
对于处于线性调制区SPWM或SVPWM逆变器,低次谐波含量基本都能满足标准,而开关频率纹波需要采用低通滤波器进行衰减以达到标准的要求。
理论上高的开关频率和低的滤波器截止频率可以获得满意的滤波效果。
但兆瓦级并网逆变器受到开关损耗的制约难以获得较高的开间频率。
风力发电并网变流器直接功率控制研究

图 1所示 。 图 1中 U 为直 流 侧 的 电压 , , “ U ,
为交 流侧 的三相 电压 , , , ii i 为交 流侧 的三 相 电
流, L为 电抗器及 线 路 的 电感 , e , e , e 电 网侧 为
电压 。对 于风 力发 电并 网变 流 器 系统 , 出 相 电 输
( e a t e t fE et c l n ier g, e ig Ja t g U ie i B i n 0 0 4 C ia D p r n m o l r a g nei B i n i o nvr t e ig 1 0 4 , hn ) ci E n j on s y, j
1 引 言
随着环保 意识 的加 强 和能 源 的短 缺 , 力 发 风
电 日益受到 重视 。常见 的风力 发 电系统有普 通异 步机 发 电系 统 、 馈 异 步机 发 电系统 和 近 年来 研 双 究较 多的永磁 同步 机直驱 发 电系统 。对于 电机侧 的变 流器 , 以采 用 二极 管整 流 加 b o t 压 电 可 os升
摘 要 : 对 风 力 发 电并 网变 流 器 , 究 了一 种 新 的控 制 策 略 直 接 功 率 控 制 。该 控 制 策 略 检 测 并 网 的 电压 针 研
与 电 流 , 算 出瞬 时 的 有 功 与无 功 功 率 , 给定 的有 功 与 无 功 功 率 进 行 比较 , 据 并 网 电压 矢 量பைடு நூலகம்所 在 的 扇 区 , 计 与 根
Ab ta t: r c o e o r ehod u e n grd c ne t d t e ha e V S sr c Die t p w rc ntolm t s d i i on ce hr e p s IPW M o e t rw a e e c nv r e spr s n— t d. Bys nsn hev t gea u r nto i o e e i g t ola nd c r e fgrd c nne t d a a c a ig t n t nt n o c i we nd r — c e ndc lultn he is a a e usa tvepo ra e a tv owe . I a du e t e pu s i a so he s ic r c ie p r tc n e c h l esgn l ft w t he s,a c di O t vig a tv owe nd r a tve c or ng t hegi n c ie p ra e c i p w e n he p a e o he v t ge v c o . T hr ug r cty c t olng t c ie o e nd r a tv owe , o ra d t l c ft ola e t r o h die l on r li he a tv p w ra e c ie p r
风力发电网侧变流器控制策略研究

风力发电网侧变流器控制策略研究摘要风力发电作为一种有效的可再生能源利用形式,近年来越来越受到关注,网侧变流器在风电机组运行过程中一直扮演着很重要的角色。
本文围绕网侧变流器的控制展开研究,以带LCL型滤波器的三相电压型PWM变流器(LCL-VSC)拓扑作为网侧变流器研究对象。
首先在平衡电网条件下建立了LCL-VSC的三相静止和两相旋转坐标系下的数学模型,为控制策略分析和控制系统设计提供了理论依据。
提出了风力发电应用中具有LCL滤波器的网侧变流器的一种多环控制结构,该结构采用电压外环外加三个逐层利用的电流内环,实现稳定的直流电压以及电流的前馈解耦和单位功率因数控制。
同时,给出了基于复功率理论的电容电压估计方法,减少了传感器数量。
为了在电网不平衡条件下对LCL-VSC有效的控制,必须计算不平衡的正负序相位。
本文提出了一种新颖的基于电网不平衡的锁相思路,既可以计算正序相位角也可以计算负序相位角,用于LCL--VSC的不平衡控制。
这种方案的主要思路是:先从不平衡电网中提取出正负序分量,然后对正负序三相电压采用SFR-SPLL分别锁相,计算出正负序相位角。
建立了在不平衡电网条件下LCL-VSC的数学模型,三相静止和两相旋转坐标系下的数学模型。
给出了基于LCL滤波器的不平衡电流指令算法。
按照不同的控制要求,可以分别实现了电网不平衡时网侧电流对称控制,或者抑制直流侧二次纹波控制。
完成了15kVA的LCL-VSC实验样机平台的搭建和调试。
通过仿真和实验结果验证了理论分析与设计的正确性。
关键词:风力发电;LCL;VSC;不平衡;多环控制Research on Control Strategy of Grid-side Converterfor Wind Power GenerationABSTRACTThe wind power generation is a kind of effective renewable energy source, which is received more and more attention in recent years. The grid-side converter plays a very important role in the wind power generation. This thesis does some research on control strategy of the grid-side converter, taking three-phase voltage source PWM converter with LCL filter (LCL-VSC) as the object of study. Firstly, under the balanced voltage condition, LCL-VSC mathematical model is established in the three-phase static and two-phase rotate coordinates, to provide the theory for the control strategy analysis and the control system design.Then a multiloop control scheme is proposed for LCL-VSC. Within this scheme, 3 cascaded inner current loops along with an outer voltage loop are used to achieve stable dc-link voltage, currents decoupling and feedforward, as well as the unity power factor control. With this scheme, the capacitor voltage estimation is performed with complex power theory resulting the omission of the transducers for the capacitor voltage measurement.To control the LCL-VSC effectively under unbalanced grid condition, the positive and negative sequence phase should be calculated. This thesis proposed a novel phase locked loop (PLL) based on the unbalanced grid condition, which may calculate the positive sequence phase angle and the negative sequence phase angle, used for LCL-VSC unbalanced control. The main idea of this method is first to draw the posive and negative sequence components under the unbalanced grid condition, then to get the phases of positive and negative sequence with the SFR-SPLL separately.The LCL-VSC mathematical model for unbalanced control is established under unbalanced grid condition. The reference current algorithm is given based on the LCL-VSC. For different purposes, it can be realized either symmetrical grid-side current or constant DC-side voltage without twice order ripple.Finally, a 15kVA LCL-VSC experimental system is established. The simulation and the experimental result verify the theoretical analysis and the design.Keywords: Wind power generation; LCL; VSC; unbalance; Multi-loop control目录第一章绪论 (1)1.1论文的研究背景和选题意义 (1)1.1.1风力发电及其意义 (1)1.1.2国内外风电产业发展概况 (1)1.1.3风力发电变流器的产业现状 (2)1.1.4论文的选题意义 (3)1.2风力发电中的网侧变流器研究现状 (3)1.2.1风力发电中的电气系统 (3)1.2.2网侧变流器的拓扑结构 (5)1.2.3网侧变流器控制策略的研究现状 (6)1.3本论文的主要目标和主要工作 (8)第二章基于LCL-VSC网侧变流器建模与控制 (9)2.1引言 (9)2.2三相LCL-VSC数学模型 (10)2.2.1三相静止(a , b, c)坐标系下的数学模型 (11)2.2.2两相静止坐标系(D, Q)下的数学模型 (12)2.2.3两相旋转坐标系(d, q)下的数学模型 (14)2.3LCL-VSC多环控制策略 (14)2.3.1系统控制结构 (17)2.3.2并网电流指令算法 (18)2.3.3电流控制器设计与稳定性校验 (20)2.3.4直流电压环控制器设计 (25)2.3.5基于复功率理论的电容电压估计 (26)2.4多环控制策略仿真与分析 (27)2.4.1电流环仿真 (28)2.4.2电压环仿真 (30)2.5总结 (30)第三章电网不平衡及其关键问题研究 (31)3.1引言 (31)3.2三相电网不平衡 (32)3.2.1电网不平衡理论分析 (32)3.2.2不平衡系统的研究方法 (33)3.2.3正负序检测 (35)3.3软件锁相环(SSFR-SPLL)及其设计 (41)3.3.1基本原理 (41)3.3.2PLL模型的简化 (43)3.3.3参数计算 (44)3.4基于双SFR_SPLL在不平衡电网中的应用 (48)3.4.1基本结构 (48)3.4.2仿真分析 (49)3.5总结 (51)第四章LCL-VSC不平衡控制策略 (52)4.1引言 (52)4.2不平衡电网下VSC数学模型 (52)4.2.1三相静止坐标系(a-b-c)下的数学模型 (53)4.2.2同步旋转坐标系(d, q)下的数学模型 (55)4.3电网不平衡时电流指令算法 (58)4.4双矢量电流控制策略研究 (61)4.4.1系统控制结构 (61)4.4.2抑制网侧负序电流的控制策略 (62)4.4.3抑制直流侧二次纹波的控制策略 (63)4.5仿真分析 (64)4.6总结 (65)第五章系统设计及实验分析 (66)5.1LCL-VSC样机设计 (66)5.1.1主电路参数选择 (67)5.1.2IPM模块选择 (67)5.1.3控制模块处理器的选择 (68)5.1.4功能模块电路设计 (69)5.1.5试验系统软件设计 (72)5.2系统实验结果分析 (75)5.2.1平衡电网VSC控制 (75)5.2.2不平衡电网与锁相环 (76)5.2.3不平衡电网VSC双电流环控制 (77)第六章总结与展望 (79)6.1总结 (79)6.2展望 ................................................................... 错误!未定义书签。
风力发电并网控制的变流器研究设计

目录摘要 (I)Abstract (II)1 引言 (1)1.1 课题背景及意义 (1)1.2 风力发电并网技术 (2)1.2.1 交流异步发电机形式 (2)1.2.2 交流同步发电机形式 (3)1.2.3 交流双馈发电机形式 (4)2 风电并网时对电网运行所产生的影响 (4)2.1 对电力电量平衡的影响 (5)2.2 对电网潮流的影响 (5)2.3 对电能质量的影响 (6)2.4 对电压及功率的影响 (6)3 风力发电变流器的发展概述 (7)3.1 变流器控制技术发展 (7)3.2 变流器散热技术发展 (7)3.3 风力发电变流器发展趋势 (7)4 风电变流器的基本原理和数学模型 (8)4.1 直驱式风电并网变流器拓扑结构分类 (8)4.2 直驱式风电并网变流器系统特点 (8)4.3 双馈式风力发电机基本原理 (8)4.4 双馈变流器的工作原理 (9)5 直驱式风电并网控制的变流器设计 (10)5.1 风电变流器系统的要求 (10)5.2 风电变流系统相关参数设计 (10)5.2.1 主电路的设计 (10)5.2.2 直流母线电压的选取 (11)5.2.3 机侧整流器电感的选取 (11)5.2.4 机侧整流器二极管的选取 (12)5.2.5 直流母线侧滤波电容的选取 (12)5.2.6 机侧整流器和网侧逆变器IGBT的选取 (13)5.2.7 输出滤波器的设计 (13)6 直驱式风电系统变流器仿真实验 (15)6.1 风电并网变流器系统的仿真实验 (15)6.2 仿真实验结果分析 (18)参考文献 (19)致谢 (20)ContentsAbstract (II)1 Introduction (1)1.1 Subject background and significance (1)1.2 Wind power grid connected technology (2)1.2.1 AC asynchronous generator form (2)1.2.2 AC synchronous generator form (3)1.2.3 AC doubly fed generator form (4)2 The influence of the wind power grid operation on the operation of the power network (4)2.1 The impact of power balance of power (5)2.2 Impact on power flow of power network (5)2.3 The influence of power quality (6)2.4 The influence of voltage and power (6)3 Development of wind power converter (7)3.1 Development of converter control technology (7)3.2 Development of converter cooling technology (7)3.3 Development trend of wind power converter (7)4 Basic principle and mathematical model of wind power converter (8)4.1 Topological structure classification of direct drive wind power grid connectedconverter (8)4.2 The characteristics of direct drive wind power grid connected convertersystem (8)4.3 Basic principle of doubly fed induction generator (8)4.4 Working principle of doubly fed converter (9)5 Converter design of direct drive wind power grid connected control (10)5.1 Requirements for wind power converter systems (10)5.2 Design of correlation parameters for wind power converter system (10)5.2.1 Design of main circuit (10)5.2.2 Selection of DC bus voltage (11)5.2.3 Selection of inductance of machine side rectifier (11)5.2.4 Selection of diode side rectifier diode (12)5.2.5 Selection of capacitor of DC bus side filter (12)5.2.6 Selection of IGBT for machine side rectifier and net side inverter (13)5.2.7 Design of output filter (13)6 Simulation experiment of the converter of direct drive wind power system (15)6.1 Simulation experiment of wind power grid converter system (15)6.2 Simulation results analysis (18)References (19)Acknowledgement (20)风力发电并网控制的变流器研究设计摘要:随着当今社会经济的发展,对电能的需求量日益增加,可再生新能源也越来越成为人们的“新宠儿”。
直驱型风力发电系统全功率并网变流技术的研究

直驱型风力发电系统全功率并网变流技术的研究一、本文概述随着全球能源需求的日益增长和环保意识的逐步加强,风力发电作为一种清洁、可再生的能源形式,已在全球范围内得到了广泛的关注和应用。
直驱型风力发电系统,作为一种新型的风力发电技术,其全功率并网变流技术是实现风能与电网高效、稳定、安全运行的关键。
本文旨在深入研究直驱型风力发电系统的全功率并网变流技术,探讨其原理、特点、优势以及在实际应用中的挑战和解决方案,以期为风力发电技术的发展和应用提供理论支持和实践指导。
本文首先介绍了风力发电技术的发展背景和现状,重点阐述了直驱型风力发电系统的基本原理和结构特点。
在此基础上,详细分析了全功率并网变流技术的关键要素,包括并网控制策略、功率变换器设计、电能质量控制等方面。
接着,本文探讨了直驱型风力发电系统全功率并网变流技术的优势,如高效的能量转换、优良的电能质量、较低的运维成本等。
同时,也指出了在实际应用中可能遇到的问题和挑战,如电网接入稳定性、系统保护与控制等。
为了全面、深入地研究直驱型风力发电系统全功率并网变流技术,本文采用了理论分析和实验研究相结合的方法。
在理论分析方面,建立了直驱型风力发电系统的数学模型,推导了并网变流技术的关键控制方程,为后续的仿真和实验研究提供了理论基础。
在实验研究方面,搭建了直驱型风力发电系统实验平台,进行了并网变流技术的实验研究,验证了理论分析的正确性和实际应用的有效性。
本文总结了直驱型风力发电系统全功率并网变流技术的研究成果和贡献,展望了未来的发展方向和应用前景。
通过本文的研究,希望能够为直驱型风力发电系统的发展和应用提供有益的参考和借鉴,推动风力发电技术的不断创新和发展。
二、直驱型风力发电系统的基本原理及结构直驱型风力发电系统(Direct-Drive Wind Turbine Generation System,简称DDWTS)是一种无需齿轮箱增速,直接将风力机叶片的旋转动能转化为发电机电能的风力发电系统。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
……………………. ………………. …………………山东农业大学 毕 业 论 文 风力发电并网控制的变流器研究设计院 部 机械与电子工程学院专业班级 电气工程及其自动化5班届 次 2015届学生姓名学 号指导教师 副教授二〇一五年六月五日装订线 ……………….……. …………. …………. ………目录摘要 (I)Abstract (II)1 引言 (1)1.1 课题背景及意义 (1)1.2 风力发电并网技术 (2)1.2.1 交流异步发电机形式 (2)1.2.2 交流同步发电机形式 (3)1.2.3 交流双馈发电机形式 (4)2 风电并网时对电网运行所产生的影响 (4)2.1 对电力电量平衡的影响 (5)2.2 对电网潮流的影响 (5)2.3 对电能质量的影响 (6)2.4 对电压及功率的影响 (6)3 风力发电变流器的发展概述 (7)3.1 变流器控制技术发展 (7)3.2 变流器散热技术发展 (7)3.3 风力发电变流器发展趋势 (7)4 风电变流器的基本原理和数学模型 (8)4.1 直驱式风电并网变流器拓扑结构分类 (8)4.2 直驱式风电并网变流器系统特点 (8)4.3 双馈式风力发电机基本原理 (8)4.4 双馈变流器的工作原理 (9)5 直驱式风电并网控制的变流器设计 (10)5.1 风电变流器系统的要求 (10)5.2 风电变流系统相关参数设计 (10)5.2.1 主电路的设计 (10)5.2.2 直流母线电压的选取 (11)5.2.3 机侧整流器电感的选取 (11)5.2.4 机侧整流器二极管的选取 (12)5.2.5 直流母线侧滤波电容的选取 (12)5.2.6 机侧整流器和网侧逆变器IGBT的选取 (13)5.2.7 输出滤波器的设计 (13)6 直驱式风电系统变流器仿真实验 (15)6.1 风电并网变流器系统的仿真实验 (15)6.2 仿真实验结果分析 (18)参考文献 (18)致谢 (20)ContentsAbstract (II)1 Introduction (1)1.1 Subject background and significance (1)1.2 Wind power grid connected technology (2)1.2.1 AC asynchronous generator form (2)1.2.2 AC synchronous generator form (3)1.2.3 AC doubly fed generator form (4)2 The influence of the wind power grid operation on the operation of the power network (4)2.1 The impact of power balance of power (5)2.2 Impact on power flow of power network (5)2.3 The influence of power quality (6)2.4 The influence of voltage and power (6)3 Development of wind power converter (7)3.1 Development of converter control technology (7)3.2 Development of converter cooling technology (7)3.3 Development trend of wind power converter (7)4 Basic principle and mathematical model of wind power converter (8)4.1 Topological structure classification of direct drive wind power grid connectedconverter (8)4.2 The characteristics of direct drive wind power grid connected convertersystem (8)4.3 Basic principle of doubly fed induction generator (8)4.4 Working principle of doubly fed converter (9)5 Converter design of direct drive wind power grid connected control (10)5.1 Requirements for wind power converter systems (10)5.2 Design of correlation parameters for wind power converter system (10)5.2.1 Design of main circuit (10)5.2.2 Selection of DC bus voltage (11)5.2.3 Selection of inductance of machine side rectifier (11)5.2.4 Selection of diode side rectifier diode (12)5.2.5 Selection of capacitor of DC bus side filter (12)5.2.6 Selection of IGBT for machine side rectifier and net side inverter (13)5.2.7 Design of output filter (13)6 Simulation experiment of the converter of direct drive wind power system (15)6.1 Simulation experiment of wind power grid converter system (15)6.2 Simulation results analysis (18)References (18)Acknowledgement (20)风力发电并网控制的变流器研究设计张磊(山东农业大学机械与电子工程学院泰安 271018)摘要:随着当今社会经济的发展,对电能的需求量日益增加,可再生新能源也越来越成为人们的“新宠儿”。
风能作为一种可再生重要的清洁新能源也渐渐引起人们的青睐和重视,已逐渐成为可再生能源的开发利用、国家面对能源危机的共同选择,经过近些年的飞速发展,已逐渐成为我国三大能源之一,风力发电技术也随之获得迅猛发展,并日臻成熟。
在风力发电技术领域,尤其是并网控制方面,变流器是系统并网最重要的部件之一,因此对它的研究显得更加重要。
本篇论文先简要介绍了可再生能源中风力发电的发展现状以及发展趋势,风力发电技术在发电过程中的分类构造类型,比较其优缺点。
紧接着,主要从电力电量、电网潮流、电能质量、电压及功率等四个方面说明在风电并网中,对系统大、小电网所形成的冲击影响[1],介绍在风力发电中变流器的类型和部分发展趋势的探求。
本文主要介绍了直驱式风电变流器的基本原理和数学模型和双馈式风电变流器的基本原理和数学模型,并且更加侧重于直驱式风力发电在并网控制过程中的变流器设计。
为了获得并网系统的运行安全稳定性,在MATLAB仿真平台中搭建发电机侧整流器的风力发电并网变流器系统的仿真模型进行仿真实验。
仿真结果表明,本文设计的风电并网变流器以及控制策略具有科学性和合理性。
关键词:风力发电变流器并网控制直驱式风机Research and design of converter for grid connected controlof wind powerLei Zhang(Mechanical & Electrical Engineering College of Shandong Agricultural University, Tai’an,Shandong 271018)Abstract:With today's social and economic development, the increasing demand for electrical energy, renewable energy, also has become more and more people, "the new darling." Wind energy as a renewable important new clean energy has gradually attracted people's favor and attention, has gradually become the development and utilization of renewable energy, the country is faced with the common choice of the energy crisis, after the rapid development in recent years, has gradually become one of China's three major energy, wind power generation technology also followed the rapid development, and maturity.In the field of wind power generation technology, especially in grid control, the converter is the most important part of the grid connected system, so it is more important to study it.. This paper briefly introduces the development of renewable energy sources of wind power and the development trend of wind power generation technology in the classification of the construction process of the type, comparing their advantages and disadvantages. Immediately after that, mainly from power, power flow, power can four aspects of quality, voltage and power of description in grid connected wind power, large and small system grid formed by the impact of [1], the search in wind power converter type and part of the development trend.Are introduced in this paper the basic principle and mathematical model of the basic principle and mathematical model of wind power converter and doubly fed wind power converter direct drive, and more focused on the direct drive wind power generation in the grid control in the process of the design of the converter.In order to obtain the security and stability of the grid connected system, the simulation model of the wind power grid connected converter system of generator side rectifier is built in the MATLAB simulation platform.. The simulation results show that the wind power grid converter and the control strategy are scientific and reasonable..Keywords: Wind power converter and grid connected control of direct drive wind turbine1 引言1.1 课题背景及意义在当今世界中,环境的恶化、能源的枯竭已经成为制约人类社会发展的重大问题。