随着“绿色环保”概念的提出,以解决电力紧张、环境污染为目的新能源利用方案得到了迅速的推广,而其中风力发电目前己经成为世界各国对可再生资源利用领域的研究热点,如何将不稳定的风能转化为可用的能与公共市电并网的电能是人们研究的焦点。本文主要以小型单相并网风力发电系统为研究对象,对系统的电机侧及网侧拓扑结构、控制策略进行了详细的分析和研究,在此基础上设计了基于DSP的2kW单相并网风力发电变流器。本文设计的系统包括两部分,即前级升压、稳压部分和后级逆变并网部分。首先风力发电机发出的变压变频交流电经三相不可控整流得到较低的直流电压,再经过升压型功率因数校正(Boost-PFC)环节使不控整流后的电流谐波降低且使直流电压升高,最后通过逆变并网控制环节得到可实时跟踪电网电压的稳定交流电。本文升压、稳压部分首先详细分析了Boost-PFC的工作原理,进而引出了本文重点研究的平均电流控制策略的概念和具体实现,同时对升压、稳压部分电路参数的选择作了理论推导和计算。逆变并网部分采用电流跟踪型的控制方式,详细分析了锁相SPWM调制的工作原理,通过软件锁相环技术采集电网电压以得到与电网电压同步的正弦波标幺值,与给定幅值相乘得到参考电流,该信号与变流器输出电流的采样值进行比较,通过数字式PI控制结合电网电压扰动补偿控制策略,消除市电扰动对并网电流的影响,以提高系统的动静特性。在所建立系统数学模型的基础上,利用MATLAB/Simulink搭建了系统仿真模型,对控制策略作了仿真分析,结果表明系统有功功率高,可接近单位功率因数并网。此外,为提高系统控制的实时性,采用高性能数字信号处理器TMS320F2812为核心控制单元完成采集、控制算法实现、实时SPWM波形生成等任务。根据系统总体设计要求,开发了小型单相并网风力发电的实验样机,并进行了实验研究。结果表明,单相并网变流器的功率因数高,系统运行稳定可靠,达到了预期的设计目标。