风电系统变流器控制算法的实现

发布时间：2017-06-22 10:20

  本文关键词：风电系统变流器控制算法的实现，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：在风电系统中,变流器作为核心部件一直是关注的焦点,对变流器的控制也是风力发电技术的难点所在,本文以永磁直驱型风电系统变流器为研究对象,对其控制技术进行创新,实现可控整流和逆变。首先介绍了风力发电技术的现状以及风力发电机组的类型,并分析了各自的特点。针对变速恒频机组进行了详细介绍,双馈型机组和永磁直驱型机组仍然是今后的发展方向,是当今市场的主流机型,占据了几乎全部的市场份额。其次介绍了当前风电系统变流器的进展情况,对变流器的类型以及和机组的匹配问题进行了简要说明。针对永磁直驱型全功率变流器的控制算法进行了研究,引入电压空间矢量控制技术,阐述了空间电压矢量控制的控制算法,并对其进行编程实现。选取背靠背式的全功率变流器,利用矢量控制,采用SVPWM控制技术,对其控制算法进行实现。为了便于对其进行分析和控制,首先建立了发电机、变流器等系统的数学模型,并对其进行坐标变换。在仿真的基础上,对变流器控制系统进行了软硬件设计,并给出了一些具体的电气参数设计、器件选型、电路设计以及软件程序等。模拟风电系统,搭建全功率变流器试验平台,对变流器控制系统进行试验,说明本文提出的算法具有一定的可行性和实用价值。
【关键词】：风力发电 背靠背变流器 矢量控制 SVPWM控制技术
【学位授予单位】：内蒙古大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM614;TM46
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 绪论9-14
• 1.1 风力发电现状9-11
• 1.2 课题研究的背景和意义11-12
• 1.3 本课题研究的主要内容12-14
• 第二章 变流器控制系统的建模14-23
• 2.1 风电系统变流器的类型14-17
• 2.1.1 不可控整流变流器14-15
• 2.1.2 Boost斩波型变流器15
• 2.1.3 背靠背式变流器15-16
• 2.1.4 矩阵式变流器16-17
• 2.2 永磁同步发电机的建模17-19
• 2.3 网侧变流器的数学模型19-21
• 2.4 直流环节的数学模型21-22
• 2.5 本章小结22-23
• 第三章 变流器的控制策略23-39
• 3.1 变流器矢量控制的原理23-24
• 3.2 变流器空间电压矢量分布24-26
• 3.3 变流器空间电压矢量合成26-31
• 3.4 永磁同步发电机的矢量控制31-33
• 3.5 机侧变流器的控制策略33-35
• 3.6 网侧变流器的控制策略35-38
• 3.7 本章小结38-39
• 第四章 变流器控制策略的仿真39-47
• 4.1 风力机和发电机的仿真模块39-42
• 4.2 SVPWM控制仿真模块42-43
• 4.3 变流器控制系统的仿真43-46
• 4.4 本章小结46-47
• 第五章 变流器控制系统的设计47-65
• 5.1 变流器控制系统的总体设计47
• 5.2 变流器控制系统的硬件设计47-54
• 5.2.1 IGBT及驱动电路的选型48-49
• 5.2.2 交流侧电感的设计49-50
• 5.2.3 直流侧电容的设计50-51
• 5.2.4 信号检测电路的设计51-54
• 5.3 变流器控制系统的软件设计54-55
• 5.4 中断服务程序设计55-63
• 5.4.1 交流电压电流采样模块55-56
• 5.4.2 交流电压捕获程序56-57
• 5.4.3 转子位置和转速检测模块57-58
• 5.4.4 坐标变换模块58-60
• 5.4.5 串行通信模块60
• 5.4.6 空间矢量控制程序设计60-61
• 5.4.7 锁相环程序设计61
• 5.4.8 PI调节器程序设计61-63
• 5.5 试验平台的建立63-64
• 5.6 本章小结64-65
• 第六章 总结与展望65-67
• 参考文献67-70
• 致谢70

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