直驅型風力發(fā)電系統(tǒng)機側三電平變換器及其控制技術研究.pdf

1、全功率變換器是直驅型風力發(fā)電系統(tǒng)的核心部分,在單臺風機容量不斷增大的趨勢下,對全功率變換器容量、耐壓等級的要求越來越高。本文主要設計直驅型風力發(fā)電系統(tǒng)機側三電平變換器,研究其控制技術,并通過仿真驗證控制策略的正確性和有效性。本文的研究將為高壓大功率三電平變換器應用到直驅型風電系統(tǒng)中奠定一定的理論與技術基礎。
　　本文首先簡要介紹了課題的背景、目的及意義和三電平變換器的主要拓撲結構,從現(xiàn)有典型風電機組拓撲結構、直驅型風電機組拓撲結構

2、以及直驅型風電機組控制策略三個方面綜述了直驅型風力發(fā)電系統(tǒng)國內外研究現(xiàn)狀。
　　其次,簡要分析了二極管箝位型三電平變換器的工作原理,根據(jù)本文所用直驅型風機的實際參數(shù),設計了三電平變換器的主電路和驅動電路;詳細推導了三電平SVPWM的調制算法,并在MATLAB/Simulink仿真環(huán)境下,搭建了三電平SVPWM逆變器的仿真模型,驗證了三電平SVPWM調制算法的正確性。
　　再次,建立了風力機、永磁同步發(fā)電機以及機側三電平變換器

3、的數(shù)學模型;在此基礎上,研究了id=0的轉子磁場定向矢量控制策略及其中的PI控制器參數(shù)設計方法;為了降低系統(tǒng)的成本,提高系統(tǒng)可靠性,研究了采用滑模觀測器與軟件鎖相環(huán)(SMO-SPLL)相結合的方法,估計PMSG的轉速和轉子位置信息,實現(xiàn)了無位置傳感器的轉速控制。
　　最后,在MATLAB/Simulink仿真環(huán)境下,搭建了直驅型風力發(fā)電系統(tǒng)機側部分的仿真模型,進行了仿真研究。仿真結果表明,采用 SMO-SPLL方法能夠準確有效的估