風(fēng)能發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)的研究

【摘要】： 隨著人們對新能源的關(guān)注與日俱增,風(fēng)能發(fā)電目前已經(jīng)成為世界各國對可再生資源利用領(lǐng)域的研究熱點,其中如何將不穩(wěn)定的風(fēng)能轉(zhuǎn)化為可用的能與公共市電并網(wǎng)的電能是人們研究的焦點。本文基于直驅(qū)型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng),采用交流永磁同步發(fā)電機,利用逆變器作為發(fā)電機與電網(wǎng)的電能轉(zhuǎn)換接口,通過DSP控制逆變器使風(fēng)力發(fā)電機發(fā)出的不穩(wěn)定電能轉(zhuǎn)化成能與公用電網(wǎng)并網(wǎng)的交流電,實現(xiàn)對電網(wǎng)電壓跟蹤的實時控制。 本文在詳細(xì)分析各種并網(wǎng)逆變方案的基礎(chǔ)上,提出了一個可行的高效的并網(wǎng)控制系統(tǒng)。首先將風(fēng)力發(fā)電機發(fā)出的不穩(wěn)定的交流電經(jīng)過三相不可控整流橋,得到較低的直流電壓,再經(jīng)過DC-DC ZVT-Boost電路將該直流電壓升高,最后通過對全橋逆變器的控制,得到可實時跟蹤市電的穩(wěn)定交流電。 本文以2KW風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的為例,對并網(wǎng)逆變器主電路參數(shù)的選擇作了理論推導(dǎo)和計算。在設(shè)計中,為了得到與電網(wǎng)電壓同頻同相的電能,采用電壓源輸入電流源輸出的控制方式,通過軟件鎖相環(huán)控制技術(shù)采集電網(wǎng)電壓波形,與給定幅值相乘得到標(biāo)準(zhǔn)電流信號,該信號與采集的逆變器輸出電流比較,對其差值進行PI控制加電網(wǎng)電壓前饋控制,再與固定頻率的三角波比較得到SPWM波,控制開關(guān)管的通斷,最終得到理想的輸出電流。其中,PI控制可以大大提高系統(tǒng)的性能,電網(wǎng)前饋可以減小可量測的電網(wǎng)的擾動,有利于系統(tǒng)的穩(wěn)定性。此外,為了提高控制效率,本設(shè)計以高性能數(shù)字信號處理芯片TMS320LF2407A型DSP作為主控制器,AT89C52單片機作為從控制器,為逆變裝置設(shè)計具有雙CPU的全數(shù)字控制系統(tǒng),完成數(shù)據(jù)采集,分析計算,算法實現(xiàn)、實時SPWM波形生成等控制任務(wù)。 【關(guān)鍵詞】：并網(wǎng)逆變器 鎖相環(huán) DSP控制 SPWM
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2008
【分類號】：TM614
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 緒論8-13
• 1.1 全球經(jīng)濟危機與風(fēng)能發(fā)電8
• 1.2 風(fēng)力發(fā)電優(yōu)點及國內(nèi)外發(fā)展優(yōu)勢8-9
• 1.3 風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)9-11
• 1.4 論文的主要內(nèi)容11-13
• 2 風(fēng)力發(fā)電機并網(wǎng)方法分析13-20
• 2.1 發(fā)電機并網(wǎng)方法介紹13-17
• 2.1.1 異步發(fā)電機并網(wǎng)方法13-15
• 2.1.2 同步發(fā)電機并網(wǎng)方法15-17
• 2.1.3 雙饋發(fā)電機并網(wǎng)方法17
• 2.2 本文提出的風(fēng)能并網(wǎng)方案17-20
• 2.2.1 并網(wǎng)系統(tǒng)比較17-18
• 2.2.2 本文提出的并網(wǎng)方案18-20
• 3 并網(wǎng)控制器主電路及其參數(shù)設(shè)計20-30
• 3.1 AC/DC整流電路20-22
• 3.1.1 AC/DC整流電路原理20-21
• 3.1.2 AC/DC整流電路參數(shù)設(shè)計21-22
• 3.2 Boost型ZVT-PWM電路及其參數(shù)設(shè)計22-26
• 3.2.1 電路拓?fù)?/span>23-24
• 3.2.2 工作模式分析24-25
• 3.2.3 參數(shù)設(shè)計25-26
• 3.3 DC/AC逆變電路26-30
• 3.3.1 PWM逆變器的電路結(jié)構(gòu)及工作原理27
• 3.3.2 PWM逆變器的電路參數(shù)設(shè)計27-30
• 4 并網(wǎng)逆變器控制系統(tǒng)設(shè)計30-40
• 4.1 并網(wǎng)逆變器的控制策略30-34
• 4.1.1 控制方式分析30-31
• 4.1.2 本設(shè)計采用的控制策略31-32
• 4.1.3 逆變環(huán)節(jié)的結(jié)構(gòu)模型32-34
• 4.2 電網(wǎng)電壓同步信號的跟蹤34-36
• 4.2.1 鎖相控制技術(shù)介紹34-35
• 4.2.2 本文所采用的鎖相方法35-36
• 4.3 SPWM波的產(chǎn)生36-40
• 4.3.1 SPWM波產(chǎn)生方法分析36-38
• 4.3.2 本文采用的SPWM波產(chǎn)生電路38-40
• 5 控制系統(tǒng)硬件及軟件設(shè)計40-56
• 5.1 基于雙CPU的控制系統(tǒng)硬件設(shè)計40-49
• 5.1.1 DSP主控板41-42
• 5.1.2 MCU-LCD-KEY控制板42-45
• 5.1.3 TMS320F240與89C52串行通信45-47
• 5.1.4 外圍電路47-49
• 5.2 控制系統(tǒng)軟件設(shè)計49-56
• 5.2.1 主程序設(shè)計49-50
• 5.2.2 網(wǎng)壓同步信號產(chǎn)生50-52
• 5.2.3 SPWM產(chǎn)生52-53
• 5.2.4 單片機軟件部分53-56
• 結(jié)論56-57
• 參考文獻57-59
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況59-60
• 致謝60-61

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