双级矩阵变换器并网控制策略研究

发布时间：2017-06-29 13:21

  本文关键词：双级矩阵变换器并网控制策略研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：由于能源危机和环境污染问题的日益严重,快速开发和利用可再生能源进行并网发电是缓解上述问题的有效措施。风力发电是可再生能源的重要组成部分,也是发展最为快速的可再生能源。为了实现风力发电并网,通常采用双PWM背靠背变换器作为主电路拓扑结构,然而与背靠背变换器相比,双级矩阵变换器具有无需直流母线电容,寿命高,体积小,便于模块化和紧凑化设计等优势,因此将双级矩阵变换器应用在风力发电系统中具有重要现实意义和工程价值。本文以双级矩阵变换器直驱永磁同步风力发电系统为研究对象,主要研究基于双级矩阵变换器的风力发电系统最大功率跟踪运行及并网控制。建立了风力涡轮机的数学模型,研究了风力涡轮机的运行特性,分析了风力发电系统三阶段运行模式。建立了永磁同步电机和双级矩阵变换器在abc坐标系、αβ坐标系以及dq坐标系下的数学模型。分析了双级矩阵变换器与常规矩阵变换器的等效机理,研究了双级矩阵变换器的无零矢量和有零矢量的空间矢量控制策略。给出了占空比、扇区以及作用时间的选取原则,利用Matlab/Simulink搭建了双级矩阵变换器的空间矢量控制策略仿真模型,对期望电压频率变化情况进行了仿真研究。分析了风力发电系统最大功率跟踪控制基本原理,给出了最大功率跟踪控制框图,并且详细的分析了实现过程。研究了并网同步锁相环技术,分析了锁相环控制基本原理,设计锁相环中参数,建立了并网同步锁相环的仿真模型,对其进行了可行性研究。搭建了双级矩阵变换器直驱永磁同步风力发电系统的仿真模型,在固定平均风速、风速阶跃变化以及渐变风速情况下分别进行了仿真研究。仿真结果表明在外界风速变化的条件下,能够实现最大功率跟踪运行。对无功功率参考值变化情况进行了仿真研究,仿真结果表明无功功率能够快速跟踪给定值,系统动态和稳态性能良好。
【关键词】：矩阵变换器 风力发电系统 空间矢量控制 最大功率跟踪 同步锁相环
【学位授予单位】：宁夏大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM46
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 第一章 绪论7-11
• 1.1 课题背景和研究意义7-8
• 1.2 矩阵变换器控制策略的研究现状8-10
• 1.3 本文主要研究内容10-11
• 第二章 基于双级矩阵变换器风力发电系统的数学模型研究11-21
• 2.1 双级矩阵变换器直驱永磁同步风力发电系统结构11
• 2.2 风力涡轮机的数学模型与运行特性分析11-14
• 2.3 永磁同步电机数学模型研究14-17
• 2.4 双级矩阵变换器数学模型研究17-20
• 2.5 本章小结20-21
• 第三章 双级矩阵变换器的空间矢量控制策略21-42
• 3.1 常规矩阵变换器与双级矩阵变换器的等效21-22
• 3.2 整流级无零矢量的双空间矢量控制策略22-30
• 3.3 整流级有零矢量的双空间矢量控制策略30-36
• 3.4 仿真研究36-40
• 3.5 本章小结40-42
• 第四章 双级矩阵变换器风力发电系统最大功率跟踪控制策略42-50
• 4.1 最大功率跟踪控制42-45
• 4.2 双级矩阵变换器的并网同步技术45-49
• 4.3 本章小结49-50
• 第五章 双级矩阵变换器直驱永磁同步风力发电系统的仿真研究50-63
• 5.1 双级矩阵变换器直驱永磁同步机组的仿真模型50-51
• 5.2 双级矩阵变换器直驱永磁同步机组的仿真研究51-62
• 5.3 本章小结62-63
• 第六章 结论与展望63-64
• 参考文献64-67
• 致谢67-68
• 个人简介68

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 邓文浪;令弧文娟;朱建林;;应用自抗扰控制器的双级矩阵变换器闭环控制[J];中国电机工程学报;2008年12期

2 陈杰;邓文浪;朱建林;;双级矩阵变换器的神经元PID闭环控制研究[J];系统仿真学报;2008年08期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 邓文浪;双级矩阵变换器及其控制策略研究[D];中南大学;2007年

中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 关英;采用矩阵变换器的直驱式永磁风力发电机运行控制研究与实现[D];天津大学;2008年

  本文关键词：双级矩阵变换器并网控制策略研究，由笔耕文化传播整理发布。

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本文编号：498077