基于SVPWM技术的风能转换系统的控制方法研究

发布时间：2018-08-04 14:33

【摘要】：本课题来源于黑龙江省自然科学基金项目风光互补发电系统。当今社会人们广为关注的问题就是能源问题,而安全无污染能源的发展更是一大热点。风能资源是大自然给予我们的最宝贵财富,它不仅是可循环利用安全无污染的能源,而且我国风能储量非常丰富。但是由于风能的随机性与不稳定性等缺点,所以我国对风能的利用效率还一直比较低,如何提高风能利用效率就成了风能发电的重中之重。目前利用技术提高风能的使用效率,是促进风力发电产业降低成本和大面积推广的最佳途径。本文分析了风力发电系统中整流器的控制原理与方法,根据课题中给出的风力发电系统的各种数据,建立了风力发电机与整流器的数学模型。本文针对目前风力发电系统中常用的PWM整流器模型,采用基于电压空间矢量脉宽调制技术(SVPWM)解决了风力发电系统整体输出功率不稳定的问题,具体则是通过直流电流双闭环控制系统来实现风力机输出电流的有效控制,从而使得整个系统的风能利用效率得到提高。并且本文在建立风力发电系统中整流器的数学模型基础上,使用MATLAB仿真环境下对其进行仿真,根据实际环境获得的实测数据,把实测数据输入该仿真系统进行了仿真分析。通过仿真结果我们可以发现通过此方法基本上得到了我们理论分析的功率曲线提高了系统的效率。本文整流器控制采用的主控芯片为TMS320F28335,并设计了整流器的电路以及风力发电系统中电源模块、负载模块、蓄电池模块等相关电路原理图。
[Abstract]:This topic comes from Heilongjiang Province natural science foundation project wind-to-wind complementary power generation system. Nowadays, people pay more attention to the problem of energy, and the development of safe and non-pollution energy is a hot spot. Wind energy resource is the most precious wealth given by nature. It is not only a safe and pollution-free energy, but also rich in wind energy reserves in China. However, due to the randomness and instability of wind energy, the efficiency of wind energy utilization in China is still low. How to improve the efficiency of wind energy utilization has become the top priority of wind power generation. At present, using technology to improve the efficiency of wind energy is the best way to promote the wind power industry to reduce the cost and popularize in a large area. In this paper, the control principle and method of rectifier in wind power system are analyzed. According to the data of wind power system, the mathematical model of wind turbine and rectifier is established. Aiming at the PWM rectifier model commonly used in wind power generation system at present, this paper solves the problem of the instability of the whole output power of wind power generation system based on the voltage space vector pulse width modulation (SVPWM) technique. The direct current double closed loop control system is used to realize the effective control of the output current of the wind turbine, so that the wind energy utilization efficiency of the whole system is improved. On the basis of establishing the mathematical model of rectifier in wind power generation system, this paper simulates the rectifier by using MATLAB simulation environment. According to the measured data obtained from the actual environment, the measured data are input into the simulation system for simulation analysis. Through the simulation results, we can find that the power curve analyzed by our theory can improve the efficiency of the system. The main control chip of the rectifier is TMS320F28335. the circuit of the rectifier and the circuit schematic diagram of the power supply module, load module, battery module and so on in the wind power generation system are designed.
【学位授予单位】：哈尔滨理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TM614

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