双馈风力发电系统电磁兼容设计

发布时间：2017-09-12 15:11

  本文关键词：双馈风力发电系统电磁兼容设计

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【摘要】：随着新能源技术的快速发展,风电比重的大幅增长,对风力发电系统电磁干扰研究的重要性越来越显著。本文针对双馈风力发电变流器的电磁干扰问题,以提高整个风力发电系统的电磁兼容性为目的,分别对系统的干扰源、并网LCL滤波、机侧滤波、滤波磁环进行研究。主要做了以下四个方面的工作。(1)分类研究双馈风力发电变流器电磁干扰的干扰源问题。通过分析PWM波的数学模型,定义出调制技术产生的干扰源;通过分析IGBT开通和关断暂态过程,定义出IGBT主导干扰源;通过分析单相全桥逆变器中各个IGBT动作顺序,定义出主电路寄生参数干扰源。(2)设计双馈风力发电系统并网LCL滤波器。以SVPWM调制为例计算得出3.6MW并网逆变系统的LCL滤波器参数,通过仿真认证LCL滤波可以满足想要的并网电能质量。(3)设计双馈风力发电系统机侧滤波器。分别进行电机端并联RC阻抗网络设计和变流器端du/dt滤波器设计。将两种滤波统一起来,形成完整的机侧过电压抑制设计,并证明其可行性和优越性。(4)设计双馈风力发电系统滤波磁环。通过背靠背变流器电磁干扰的流通路径总结了共模磁环、差模磁环安装位置的选取情况。总结磁环设计方案并实验验证共模抑制磁环在系统中的作用。以上环节组成了双馈风力发电系统完整的电磁兼容设计,提升了系统的抗干扰能力,具备优秀的工程实用价值。
【关键词】：风力发电 变流器 电磁干扰 电磁兼容 滤波
【学位授予单位】：上海电机学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM614
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第一章 绪论11-18
• 1.1 电磁兼容的研究意义11-12
• 1.1.1 电磁干扰与电磁兼容基本概念11-12
• 1.1.2 电磁干扰的危害12
• 1.2 风力发电变流器引入的电磁干扰问题12-15
• 1.2.1 双馈异步风力发电系统变流器基本理论12-14
• 1.2.2 形成电磁干扰的基本因素14
• 1.2.3 共模干扰和差模干扰14-15
• 1.3 电磁兼容技术国内外研究现状15-16
• 1.3.1 电磁干扰特性研究现状15-16
• 1.3.2 电磁干扰抑制技术16
• 1.4 论文主要研究内容16-18
• 第二章 双馈风力发电系统干扰源分析18-28
• 2.1 PWM调制干扰源分析18-20
• 2.2 IGBT主导干扰源分析20-23
• 2.2.1 开通暂态过程21-22
• 2.2.2 关断暂态过程22-23
• 2.3 主电路寄生参数干扰源分析23-25
• 2.3.1 主电路寄生参数du/dt干扰源分析24-25
• 2.3.2 主电路寄生参数di/dt干扰源分析25
• 2.4 干扰带来的危害25-27
• 2.4.1 网侧危害25-26
• 2.4.2 机侧危害26-27
• 2.5 本章小结27-28
• 第三章 双馈风力发电系统网侧LCL滤波设计28-39
• 3.1 LCL滤波原理28-31
• 3.2 LCL滤波器参数设计31-36
• 3.2.1 LCL参数设计约束条件31-32
• 3.2.2 LCL滤波器逆变侧电感L_132-35
• 3.2.3 LCL滤波电容C35-36
• 3.2.4 LCL滤波网侧电感L_236
• 3.3 LCL滤波参数计算与仿真36-38
• 3.4 本章小结38-39
• 第四章 双馈风力发电系统机侧滤波设计39-56
• 4.1 双馈电机绝缘失效39-41
• 4.1.1 绝缘失效的影响因素39-40
• 4.1.2 绝缘失效安全评估40-41
• 4.2 长线传输的理论分析41-46
• 4.2.1 电机端过电压分析41-45
• 4.2.2 上升时间对过电压的影响45-46
• 4.3 电机端过电压抑制设计46-55
• 4.3.1 电机端阻抗网络设计46-51
• 4.3.2 变流器端du/dt抑制设计51-55
• 4.4 本章小结55-56
• 第五章 双馈风力发电系统滤波磁环设计56-64
• 5.1 共模干扰问题56-57
• 5.2 滤波磁环57-59
• 5.2.1 磁环的作用机理57
• 5.2.2 磁环的重要参数57-59
• 5.3 磁环的作用因素分析59-61
• 5.3.1 磁环材料的区别和选择59-60
• 5.3.2 磁环数目和匝数60
• 5.3.3 磁环的位置60-61
• 5.4 共模电流抑制实验61-63
• 5.5 本章小结63-64
• 第六章 结束语64-66
• 6.1 主要工作64-65
• 6.2 后续研究工作65-66
• 参考文献66-70
• 致谢70-71
• 攻读硕士学位期间取得的研究成果71

【参考文献】

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本文编号：837936