發(fā)布時間：2018-02-16 14:46

  本文關鍵詞： 變速恒頻 變流器 控制策略 爬山算法 間接電流控制　出處：《河南理工大學》2014年碩士論文　論文類型：學位論文

【摘要】：眾所周知,風無處不在,無時不在,不會隨著時間的流逝而消失,因此風能是一種可再生能源,有著不可估量的潛在價值。因此建造大型的大容量的風力發(fā)電系統(tǒng)或風電場是很有必要的。隨機科技的進步,各種各樣的風電系統(tǒng)已經建成并投入到生產運行中,在這些風電系統(tǒng)中變速恒頻發(fā)電模式得到了人們的認可,也逐漸取代了現(xiàn)有的發(fā)電系統(tǒng)而成為佼佼者。直驅式風電系統(tǒng)采用較低速度的PMSG,無需齒輪箱,提高了機組的可靠性,降低了噪聲。電機的轉子為永磁體結構,不必要借助勵磁電源進行勵磁,因此其工作效率高、壽命長、重量輕。因此直驅式風力發(fā)電系統(tǒng)已成為未來風電發(fā)展的趨勢之一。而本文就是在眾多學者研究的基礎之上對直驅式風電系統(tǒng)中的變流器及其對應的控制策略進行了深入的研究。本課題所做的主要工作現(xiàn)歸納為如下幾個方面:對不同類型的風電系統(tǒng)進行比較分析,綜述了幾種常用的風力發(fā)電系統(tǒng),給出了它們的拓撲結構及其所涉及的發(fā)電機類型,定量的比較了這幾種風電系統(tǒng)相同與不同與之處,分析彼此之間的利弊和適用范圍,討論了風機的發(fā)展趨勢及今后的工作重點。這些工作和經驗有著很高的參照價值,可以作為后人選擇或研究風電系統(tǒng)的依據(jù)。為了研究風力發(fā)電系統(tǒng)的特點和對所設計的風電系統(tǒng)的性能進行驗證。本論文對風電機組的每一塊都進行了全面的分析研究,借助于各種參考資料推導出了各個部件的數(shù)學公式,例如風速的數(shù)學公式、永磁同步發(fā)電機在各種形態(tài)下的數(shù)學公式、整理器和逆變器的數(shù)學公式等。本文對1.2MW的直驅式變速恒頻風電系統(tǒng)中的變流器進行了深入的研究,提出了一種適用與此系統(tǒng)的變流器方案,變流器使用二極管進行不可控整流+升壓斬波電路+SVPWM逆變電路的拓撲結構。對原有的單重Boost升壓變流電路進行了改進,提出了多重化并聯(lián)升壓變流電路,給出了系統(tǒng)的狀態(tài)方程與控制策略,并對這種電路的輸入電流紋波進行了分析。研究了幾種典型的最大功率點追蹤(mppt)調制算法,即基于風力機功率曲線的最大功率點跟蹤控制、基于最佳葉尖速比的最大功率點跟蹤控制、基于最佳轉矩控制的極大功率點追蹤控制和基于爬山搜索的最大功率點跟蹤控制并在原有的爬山搜索算法的基礎之上提出了一種新型的爬山算法,對原有爬山算法進行了改進,提高了最大功率的搜索速度與準確性。本文詳細的研究了網側逆變器間接電流調控方法和直接電流調控方案,結合1.2WM直驅式風電系統(tǒng)的特點本文采用直接電流控制策略對網側逆變器進行控制。末尾,在Matlab里面編寫了控制算法程序并搭建了風電機組中各個部件的模型,對變流器及其控制策略的可行性進行驗證。結果表明:系統(tǒng)能夠穩(wěn)定運行、效率高、紋波小、滿足風力發(fā)電系統(tǒng)對電壓穩(wěn)定性的要求,具有很好的實際應用價值。
[Abstract]:As everyone knows, the wind everywhere, at any time, and will not disappear with the passage of time, so the wind power is a kind of renewable energy, has a potential value immeasurable. Therefore the construction of large capacity of large-scale wind power generation system or wind farm is very necessary. The random progress of science and technology, a variety of wind power system completed and put into production and operation, in the wind power generation model of VSCF system has been recognized by the people, will gradually replace the existing power generation systems and become a leader. The low speed PMSG direct drive wind power system, no gearbox, improve the reliability of the unit, to reduce the noise. The motor rotor is a permanent magnet structure, not necessary to use the excitation power for excitation, so the high work efficiency, long service life, light weight. Therefore, direct drive wind power system has become the future development trend of wind power One. This paper is based on the research of many scholars on the control strategy of direct drive wind power converter system and its corresponding are studied. The main work done in this task are summarized as follows: a comparative analysis of different types of wind power system, summarizes several commonly used wind power system, generator type their topological structure and the quantitative comparison is given, these types of wind power system with the same and different points, advantages and disadvantages of each other and the scope of application, discusses the development trend of the fan and the focus in the future. These work and experience has a very high reference value you can choose, as later generations or study of wind power system. In order to study the characteristics of wind power generation system and the performance of wind power system design is verified. This thesis of wind turbine Each block are analyzed comprehensively, with the help of various reference derived mathematical formulas of each component, the mathematical formula such as wind speed, permanent magnet synchronous generator in all forms of mathematical formula, finishing device and inverter. The mathematical formula of 1.2MW converter in direct drive VSCF wind the electric system is studied, a method is presented and the system of inverter converter topology using diode rectifier + boost chopper circuit +SVPWM inverter circuit. On the original single Boost boost converter circuit is improved and proposed multiple parallel boost converter circuit. The equation of state and control strategy of the system is given, and the circuit input current ripple is analyzed. The maximum power point tracking (MPPT) of several typical modulation algorithm, which is based The maximum power point to the wind turbine power curve tracking control, maximum power point tracking control based on optimal tip speed ratio, maximum power point tracking control and optimal torque control of maximum power point tracking control and search in the original search algorithm based on a novel hill-climbing algorithm based on the original mountain climbing algorithm, improves the search speed and accuracy of maximum power. This paper studies the inverter indirect current control method and direct current control scheme, this paper combined with the characteristics of 1.2WM direct drive wind power system with direct current control strategy of grid side inverter. At the end, in the Matlab program the program of control algorithm and set up various parts of wind turbine model, verified the feasibility of the converter and its control strategy. The results of table Ming: the system can run steadily, with high efficiency and small ripple. It meets the requirements of the wind power system for voltage stability, and has a good practical application value.

【學位授予單位】：河南理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TM614;TM46

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本文編號：1515764