兆瓦級永磁直驅(qū)風(fēng)電系統(tǒng)變流器并聯(lián)技術(shù)研究

【摘要】： 隨著社會的不斷進(jìn)步與發(fā)展,能源成了越來越讓人們關(guān)心的問題,開發(fā)清潔可持續(xù)利用的能源已經(jīng)迫在眉睫。我國風(fēng)能資源非常豐富,而且風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的應(yīng)用相對比較成熟,因此風(fēng)力發(fā)電在我國的發(fā)展前景還是很好的。本文所研究的就是風(fēng)力發(fā)電中的一種:永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)。 由于受到電力電子器件耐壓功率等級的影響,在大功率直驅(qū)系統(tǒng)中多采用背靠背并聯(lián)變流器的結(jié)構(gòu)。本文就是主要研究永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)電機(jī)側(cè)與電網(wǎng)側(cè)并聯(lián)變流器的控制方法,以及在并聯(lián)系統(tǒng)中環(huán)流的控制思想。 首先在電機(jī)側(cè)并聯(lián)控制系統(tǒng)中建立并分析永磁電機(jī)的數(shù)學(xué)模型,在此基礎(chǔ)上提出磁鏈觀測的方法并實(shí)現(xiàn)角度的估計(jì)。磁鏈觀測器有電壓模型與電流模型組成,可以在電機(jī)低速與高速時(shí)準(zhǔn)確的估計(jì)角度,避免了滑模觀測器在低速時(shí)性能不好的缺點(diǎn),有效抑制了轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)子位置估測時(shí)的抖振現(xiàn)象,本文根據(jù)磁鏈觀測器的原理進(jìn)行了仿真驗(yàn)證,該方法大大提高了電機(jī)的控制性能。進(jìn)而給出電機(jī)并聯(lián)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu),并給出電機(jī)并聯(lián)系統(tǒng)控制策略,以磁鏈觀測器作為角度估計(jì)實(shí)現(xiàn)電機(jī)的單位功率輸出。 其次在電網(wǎng)側(cè)并聯(lián)系統(tǒng)中將建立變流器在靜止坐標(biāo)系與旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型,并對電網(wǎng)側(cè)功率控制進(jìn)行分析,實(shí)現(xiàn)有功功率與無功功率的功率解耦控制。由于電網(wǎng)側(cè)并聯(lián)系統(tǒng)與電機(jī)側(cè)并聯(lián)系統(tǒng)基本一致,對電網(wǎng)側(cè)并聯(lián)系統(tǒng)的控制給予簡單分析介紹。 最后本文研究的重點(diǎn)就是并聯(lián)變流器的環(huán)流產(chǎn)生的機(jī)理與控制方法。首先對并聯(lián)變流器系統(tǒng)在靜止坐標(biāo)系與旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行分析,通過環(huán)流數(shù)學(xué)模型的建立與分析,提出并聯(lián)變流器環(huán)流的控制方法,并對環(huán)流控制方法進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn),最后在直驅(qū)平臺上對系統(tǒng)并聯(lián)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,由試驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了環(huán)流控制方法的可行性與正確性。 【關(guān)鍵詞】：并聯(lián)系統(tǒng) 變流器 磁鏈觀測器 環(huán)流
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2010
【分類號】：TM614;TM46
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 緒論8-16
• 1.1 課題背景及研究意義8-9
• 1.2 國內(nèi)外風(fēng)力發(fā)電研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢9-13
• 1.2.1 國內(nèi)外風(fēng)力發(fā)電現(xiàn)狀及前景9-12
• 1.2.2 風(fēng)力發(fā)電發(fā)展趨勢12-13
• 1.3 大功率并聯(lián)系統(tǒng)介紹13-14
• 1.4 本論文主要內(nèi)容14-16
• 第2章 永磁發(fā)電機(jī)無速度傳感器并聯(lián)系統(tǒng)控制16-28
• 2.1 引言16
• 2.2 永磁同步電機(jī)數(shù)學(xué)模型分析16-18
• 2.3 永磁同步發(fā)電機(jī)無速度傳感器控制18-25
• 2.3.1 無速度傳感器位置估算方法介紹18-19
• 2.3.2 磁鏈觀測器原理分析與設(shè)計(jì)19-22
• 2.3.3 基于磁鏈觀測器的仿真及實(shí)驗(yàn)22-25
• 2.4 電機(jī)側(cè)并聯(lián)控制系統(tǒng)25-27
• 2.5 本章小結(jié)27-28
• 第3章 電網(wǎng)側(cè)變流器及其并聯(lián)控制28-36
• 3.1 引言28
• 3.2 電壓型變流器數(shù)學(xué)模型分析28-33
• 3.2.1 變流器在靜止坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型28-30
• 3.2.2 變流器功率控制分析30-33
• 3.3 電網(wǎng)側(cè)并聯(lián)控制系統(tǒng)分析33-34
• 3.4 本章小結(jié)34-36
• 第4章 永磁直驅(qū)并聯(lián)系統(tǒng)及其環(huán)流分析36-54
• 4.1 引言36
• 4.2 并聯(lián)系統(tǒng)環(huán)流分析36-43
• 4.2.1 并聯(lián)變流器在靜止坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型37-41
• 4.2.2 并聯(lián)變流器在旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型41-43
• 4.3 環(huán)流控制方法分析與仿真43-48
• 4.4 多級冗余并聯(lián)系統(tǒng)分析48-53
• 4.4.1 冗余并聯(lián)系統(tǒng)原理分析48-50
• 4.4.2 冗余并聯(lián)系統(tǒng)仿真實(shí)驗(yàn)50-53
• 4.5 本章小結(jié)53-54
• 第5章 永磁直驅(qū)并聯(lián)控制試驗(yàn)平臺與系統(tǒng)試驗(yàn)54-63
• 5.1 引言54
• 5.2 系統(tǒng)硬件及其系統(tǒng)試驗(yàn)平臺54-58
• 5.3 系統(tǒng)試驗(yàn)結(jié)果與分析58-62
• 5.4 本章小結(jié)62-63
• 結(jié)論63-64
• 參考文獻(xiàn)64-68
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果68-70
• 致謝70

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