矩陣變換器在風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中的應(yīng)用研究

風(fēng)力發(fā)電作為一種真正的“綠色”能源，在國民經(jīng)濟中占有極為重要的地位，它可以從根本上消除無功電流和諧波污染。圖1是一種新型的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)框圖。風(fēng) 力 發(fā) 電 系 統(tǒng) 基 本 結(jié) 構(gòu) 框 圖 Fig.1 Basic block diagram of WETS 該系統(tǒng)主要由1臺無刷雙饋異步電機，1臺交－交變頻器和一套控制裝置組成。其中無刷雙饋電機的定子接電網(wǎng)，轉(zhuǎn)子接變頻器，通過控制轉(zhuǎn)子電流的頻率、幅值、相位和相序，使系統(tǒng)實現(xiàn)兩個功能：一是發(fā)電機在不同的轉(zhuǎn)速下，都能發(fā)出恒頻電能，通過變頻器傳輸至電網(wǎng)，即實現(xiàn)變速恒頻運行；二是發(fā)電機定子端有功功率和無功功率可以獨立調(diào)節(jié)。

那么，作為連接電網(wǎng)和發(fā)電機的交－交變頻器設(shè)備，其設(shè)計成為一個關(guān)鍵，要求它具有優(yōu)良控制性能，結(jié)構(gòu)緊湊，而且具有高功率因數(shù)。 然而目前流行的交－直－交變頻器和交－交周波變換器，均有其負(fù)面影響——無功功率和諧波污染，需要添加有源濾波和無功補償裝置。因此，開發(fā)“綠色”電力電子變換器，提高功率因數(shù)，各次諧波分量小于國際和國家標(biāo)準(zhǔn)允許的限度，顯然這才是一種治本的辦法[1]。

矩陣變換器具有以下優(yōu)點[2]： 1)可以實現(xiàn)四象限操作，能量雙向流動； 2)輸入功率因數(shù)可接近1； 3)無直流中間環(huán)節(jié)，不需儲能電容，結(jié)構(gòu)簡單； 4)可獲得正弦波形的輸入電流和輸出電壓，無低次諧波； 5)輸出頻率不受輸入電源頻率的限制； 6)可實現(xiàn)變速恒頻應(yīng)用。 基于上述優(yōu)點，本新型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的交-交變頻器采用矩陣變換器。通過合理設(shè)計，使風(fēng)力機組直接投入電網(wǎng)運行，這為風(fēng)力發(fā)電的廣泛應(yīng)用提供了堅實的基礎(chǔ)。 矩陣變換器的設(shè)計關(guān)鍵在于主電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的選擇，波形生成及控制電路，箝位保護(hù)電路和其它功能輔助電路的實現(xiàn)。
第1頁/共9頁   首頁   下一頁   上一頁   尾頁