風電并網(wǎng)諧波抑制與無功電壓控制技術(shù)的研究

【摘要】：進入21世紀以來,能源問題已經(jīng)越來越受到人們的廣范關(guān)注,風力發(fā)電作為一個解決能源危機的重要方向,但是風力發(fā)電并網(wǎng)也給電力系統(tǒng)帶來了一定的諧波和無功,本文就是以風力發(fā)電作為背景和平臺,來研究諧波治理和補償無功。 結(jié)合電力電子技術(shù)、數(shù)字電路控制、有源電力濾波器和電力系統(tǒng)等交叉學科,設(shè)計了基于數(shù)字信號處理器DSP(Digital Signal Processor)控制的并聯(lián)型有源電力濾波器。在查閱大量中英文相關(guān)資料的基礎(chǔ)上,闡述了風電并網(wǎng)系統(tǒng)諧波和無功電壓的產(chǎn)生、危害及其治理的必要性,并綜合介紹了APF(Active Power Filter)的發(fā)展、分類以及工作原理,詳細說明了系統(tǒng)中APF主電路的設(shè)計方法以及其系統(tǒng)主要器件的選取和參數(shù)的確定。 確定原理和方案之后,選用了TI公司生產(chǎn)的F2812型號的DSP主控芯片,來實現(xiàn)復合變換裝置的硬件電路設(shè)計,其中主要設(shè)計了裝置主電路,整個系統(tǒng)的容量和基本元器件的選擇,在選定器件型號之后,分析并設(shè)計了裝置的軟件部分,包括主程序,中斷子程序和PWM(Pulse Width Modulation)控制信號的產(chǎn)生等等。 完成了軟硬件設(shè)計之后,制作了一臺試驗復合變換裝置,并且在代碼調(diào)試器CCS(Code Composer Studio)開發(fā)環(huán)境下,實現(xiàn)了復合變換裝置最終控制方法的在線調(diào)試,通過一系列的實驗和實驗數(shù)據(jù)的分析得出,文中采用的控制方法能夠完成預期目標,控制性能滿足工業(yè)應用要求,控制算法可以很好的實現(xiàn)。 在DFIG(Double-fed Induction Generator)風電并網(wǎng)這一實際工業(yè)應用的基礎(chǔ)之上,發(fā)現(xiàn)其系統(tǒng)中變流器的網(wǎng)側(cè)變流器與APF具有相同的結(jié)構(gòu),得出利用原來的風電并網(wǎng)的電路拓撲,配合適當?shù)目刂撇呗?同時實現(xiàn)風電逆變并網(wǎng)和諧波抑制以及無功電壓控制的功能。從仿真分析和實驗的結(jié)果可以得出,逆變并網(wǎng)和有源濾波器兩種控制方式可以利用同一個三相橋裝置來實現(xiàn)。 【關(guān)鍵詞】：風力發(fā)電并網(wǎng) 雙饋電機 諧波抑制 有源濾波 無功電壓
【學位授予單位】：江南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2012
【分類號】：TM761.1;TM614
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 第一章 緒論7-13
• 1.1 課題研究的背景和意義7-9
• 1.2 濾波器的分類9-10
• 1.3 有源電力濾波器的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢10-11
• 1.4 本文的研究任務(wù)與內(nèi)容11-12
• 1.5 本論文的創(chuàng)新點12-13
• 第二章 風電并網(wǎng)和有源濾波器的原理及控制方案13-31
• 2.1 雙饋風電并網(wǎng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)13-14
• 2.2 有源電力濾波器裝置引入之后的電路拓撲結(jié)構(gòu)14-15
• 2.3 電路拓撲結(jié)構(gòu)的整合15-16
• 2.4 網(wǎng)側(cè)變流器控制方案16-21
• 2.4.1 網(wǎng)側(cè)諧波電流檢測控制策略16-18
• 2.4.2 網(wǎng)側(cè)變流器的逆變控制策略18-20
• 2.4.3 兩種策略的融合20-21
• 2.5 轉(zhuǎn)子側(cè)變流器的控制方案與無功電壓控制21-22
• 2.6 系統(tǒng)的MATLAB仿真分析22-29
• 2.6.1 轉(zhuǎn)子側(cè)變流器的matlab 仿真介紹23
• 2.6.2 網(wǎng)側(cè)諧波電流檢測算法的matlab 仿真23-25
• 2.6.3 網(wǎng)側(cè)變流器的綜合控制仿真25-29
• 2.7 本章小結(jié)29-31
• 第三章 復合變換裝置的硬件設(shè)計31-37
• 3.1 復合變換裝置主電路設(shè)計與參數(shù)選取31-33
• 3.2 主控芯片DSP 介紹33
• 3.3 信號采集電路33-35
• 3.3.1 電流信號采集電路的硬件結(jié)構(gòu)33-34
• 3.3.2 采樣觸發(fā)信號34-35
• 3.4 本章小結(jié)35-37
• 第四章 復合變換裝置的軟件設(shè)計37-43
• 4.1 主程序的設(shè)計38-40
• 4.2 中斷服務(wù)子程序程序模塊40-42
• 4.2.1 捕獲中斷40-41
• 4.2.2 功率驅(qū)動保護中斷服務(wù)程序41
• 4.2.3 T1 定時器中斷服務(wù)子程序41-42
• 4.3 本章小結(jié)42-43
• 第五章 系統(tǒng)的實驗研究43-49
• 5.1 實驗裝置的結(jié)構(gòu)及參數(shù)43
• 5.1.1 實驗裝置總體結(jié)構(gòu)43
• 5.1.2 實驗系統(tǒng)主要參數(shù)43
• 5.2 實驗結(jié)果及數(shù)據(jù)分析43-48
• 5.2.1 電壓、電流傳感器測試實驗44
• 5.2.2 正弦復位信號產(chǎn)生的硬件電路實驗44-45
• 5.2.3 穩(wěn)定運行后的直流側(cè)電壓波形45-46
• 5.2.4 諧波檢測模塊實驗46-47
• 5.2.5 并網(wǎng)后負載側(cè)電壓和電流監(jiān)控47-48
• 5.3 本章小結(jié)48-49
• 第六章 總結(jié)與展望49-51
• 致謝51-53
• 參考文獻53-57
• 附錄A 部分源程序57-61
• 附錄B 作者在攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文及研究成果61

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