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在能源短缺和环境污染日益严重的今天,作为可再生绿色能源风能的开发利用具有十分重要的意义。风能之所以在新能源中能脱颖而出,主要在于风电技术的不断提高,风电成本的不断降低。因此,研究风力发电技术成为了当今能源开发的热门。
在双馈风力发电系统中,要求网侧变换器既可以工作于整流状态,又可以工作于逆变状态,能量需双向流动,因此对网侧变换器的准确控制是双馈风力发电系统正常运行的关键。本文根据双馈异步风力发电机的运行特点,重点对网侧变换器的控制方法进行研究。
论文首先介绍了世界各国以及中国的风能和风力发电技术的发展现状,并对风能的广阔发展前景做了简要的分析,并对变换器在风力发电技术中的应用做了简要总结与概述。
其次,选用三相电压源型PWM变换器作为网侧变换器,分析了PWM变换器的原理、控制策略及三相电压型PWM变换器的拓扑结构,研究了三相电压型PWM变换器的数学模型,推导了两相d、q坐标系的低频数学模型和高频数学模型。通过对间接电流控制和直接电流控制进行分析比较,选用了电压定向矢量的直接电流控制方案,深入研究了PWM直接电流控制模型及双闭环系统中电流内环及电压外环的设计。最后,设计了以TMS320F2812为控制核心的双馈风力发电网侧变换器实验系统,对主电路中影响系统性能的几个主要参数进行了理论分析、计算,针对实验系统设计了直流母线、同步过零点检测电路等,并在CCS2.2开发系统的环境下编写了实验程序,进行了变换器的整流状态实验、逆变状态实验、同步过零点检测实验和交流电压电流检测实验,验证了控制方案的可行性,为课题的进一步研究打下了基础。