收藏本站
《沈阳工业大学》 2011年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

永磁风力发电机分布式直流并网变流器的研究与实现

张洪阳  
【摘要】:分布式发电被公认是降低能耗、提高电力系统稳定性和灵活性的有效途径,目前已成为电力工业重要的发展方向之一。与传统大电网联网相比,采用永磁(同步)风力发电机的分布式直流并网系统因电网支撑能力有限,在并网可控性、稳定性和可靠性等方面性能较差。因此,宽运行范围下的机侧有效控制、直流侧电压稳定性研究和系统可靠运行是分布式直流并网变流器研究和实现的关键技术。 本文围绕上述的关键技术,重点针对宽运行范围下的永磁风力发电机变速恒压控制和机侧变流器交流侧电感、直流侧电容参数的选优,基于辅助支撑电容结构的直流斩波电路设计和恒压控制,系统级联恒压控制和系统效率优化等方面进行了理论分析和实验研究。主要包括以下内容: (1)研究了基于永磁风力发电机和机侧变流器的宽风速运行范围下的变速恒压控制。首先确定永磁风力发电机励磁分量计算和补偿的原则,通过调整电机电枢电流,在一定范围内达到对电机输出电压水平的控制;其次对永磁风力发电机的功率因数控制进行分析,给出了满足功率因数可调要求的限制条件;最后对变流器输入交流侧电感和直流侧电容参数的选优做了深入研究和对比分析。 (2)为改善机侧变流器电压调节能力的不足和提高直流侧电压跟踪性,设计了基于辅助支撑电容结构的升降压直流斩波电路。控制策略上考虑了前端PWM变流器的电压调整特性,采用电压复合控制的方式实现了直流侧输出电压的快速调节和稳定并网。详细地阐述和分析了直流斩波电路中电感和滤波电容的计算过程及其对系统性能的影响。 (3)针对分布式直流并网变流器拓扑结构和控制上的特点,推导了机侧PWM变流器和直流斩波电路占空比描述的级联表达式,并依此设计了占空比控制的级联协调恒压控制模式。分析了影响变流器母线电压稳定性的因素,兼顾系统的效率优化问题,得到了考虑母线电压稳定性能、以直流侧功率为寻优目标的简单、可行的效率优化方案。 (4)分析了直流电压跌落的原因以及对系统造成的影响,基于宽风速运行范围分析了永磁风力发电机的多状态运行模式,提出了基于机侧动态电压解耦补偿控制的多模式优化控制方法,拓宽了输入范围,保证了直流并网的可靠性。 (5)详细地给出了永磁风力发电机分布式直流并网变流器的工程设计和实现过程。该类变流器的研究相对较少,本文以100kW变流器作为验证样机,在完善硬件设计的同时,对上述提出的控制方案和策略进行仿真分析和相关实验验证,使系统的性能指标满足:输入转速变化范围达到额定转速的20%~120%,交流侧功率因数可调范围-0.95~+0.95,直流并网电压调整率小于额定电压的3%。
【学位授予单位】:

知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 吴茂杉;1000kW交直交系统变流器设计主要问题分析[J];中国铁道科学;1993年03期
2 王清灵;刘峻;;晶闸管变流装置的故障监视新方法[J];电气传动;1995年04期
3 严青;张晓光;万淑芸;王离九;;交流传动系统功率变换器发展概况综述[J];电气传动;1996年02期
4 文元美!广州510643,康勇!武汉430074,詹长江!武汉430074,陈坚!武汉430074;一种新型高功率因数变流器研究[J];电力电子技术;1999年04期
5 颜罡;O'ZBEKISTON型机车辅助电路设计[J];电力机车与城轨车辆;2005年04期
6 M.Basu,王涛;大功率有源滤波器的并联变流器电路[J];变流技术与电力牵引;2005年05期
7 王润新;刘进军;陈璐;张璞;;用于PFC设计的DC/DC变流器大信号行为模型[J];电力电子技术;2005年06期
8 宫鑫;宋稳力;;重复控制技术在三相电压型PWM变流器中的应用[J];变频器世界;2008年03期
9 张胜;金结红;;风力发电逆变系统电磁干扰分析[J];电源技术应用;2008年10期
10 韩坤;杨恩星;陈国柱;;无零序环流三相PWM变流器线路级并联策略[J];电力电子技术;2009年03期
11 魏毅立;徐阳;;基于LCL简化模型的PWM变流器电流环控制策略[J];电力电子技术;2009年04期
12 夏毅琴;;风力发电机组及其控制系统[J];电气技术;2009年08期
13 许爱国;谢少军;;城市轨道交通牵引供电PWM变流器的研究[J];电力电子技术;2009年12期
14 高兴建;;风力发电机组及其控制系统研究浅析[J];硅谷;2010年08期
15 于辉;邓英;;变速风力发电机变流器故障诊断方法[J];可再生能源;2010年03期
16 易映萍;姚为正;刘普;胡四全;;基于可再生能源三电平并网变流器的研制[J];电力电子技术;2010年06期
17 罗文广;;电气化铁路同相供电变流器系统完成型式试验[J];大功率变流技术;2010年04期
18 ;信息之窗[J];电机与控制应用;2011年02期
19 孙孝峰;王彬;邬伟扬;;三相变流器PFC和APF组合实现研究[J];电力电子技术;2006年02期
20 ;整流器、电源电路、变流器、变换器[J];电子科技文摘;2006年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 郑颖楠;傅诚;杨晓波;;三相单位功率因数变流器滑模变结构控制[A];中国电工技术学会电力电子学会第八届学术年会论文集[C];2002年
2 池浦田;李崇坚;朱春毅;唐磊;兰志明;;基于IGBT的磁悬浮列车车载变流器散热器的设计[A];全国冶金自动化信息网2012年年会论文集[C];2012年
3 朱安远;;ABB ACS800系列和Siemens 6SE70系列工程型变流器的比较研究[A];全国冶金自动化信息网2012年年会论文集[C];2012年
4 高潮;廖晓峰;;基于恒频脉宽调制及多谐振技术的桥式零电流开关变流器[A];中国电工技术学会电力电子学会第八届学术年会论文集[C];2002年
5 景武;;十二状态法晶闸管变流器快速数字仿真[A];第十届全国煤矿自动化学术年会论文集[C];2000年
6 孙频东;;一种新型的零电压开关双向DC-DC变换电源[A];电工理论与新技术学术年会论文集[C];2005年
7 高潮;;基于预测控制技术的多电平Boost型功率因数校正开关变流器——分析,设计及电路实验[A];2008中国电工技术学会电力电子学会第十一届学术年会论文摘要集[C];2008年
8 王立民;刘会岩;;HX_D3型交流传动电力机车试验[A];2008年中国铁道学会牵引动力学术年会——动车组、大功率交流传动机车研讨会论文集[C];2008年
9 葛秋林;;整流装置保护元件的配置与选用[A];苏、鲁、皖、赣、冀五省金属学会第十四届焦化学术年会论文集[C];2008年
10 曹建文;;基于ADS8365高速同步采样在变流装置中的应用[A];煤矿自动化与信息化——第19届全国煤矿自动化与信息化学术会议暨中国矿业大学(北京)百年校庆学术会议论文集[C];2009年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 记者 贾耀钟 通讯员 朱选杰;国内首套1兆瓦再生制动回馈变流器成功投运[N];许昌日报;2011年
2 刘一丹;“训风”领域试比高[N];中国航天报;2010年
3 本报记者 李瞧;金风科技引进变流器模块技术[N];中国工业报;2010年
4 本报记者 马亮;突破电网适应性瓶颈国内首台5兆瓦风电变流器亮相[N];机电商报;2010年
5 记者 谢辉;国电1.5兆瓦风机变流器在保下线[N];保定日报;2009年
6 文宇;IR新型变流器用芯片组投放市场[N];中国电子报;2000年
7 本报记者 马亮;本地化进程加速 Converteam携5兆瓦变流器抢滩中国[N];机电商报;2010年
8 胡圣海;江苏大全研发2兆瓦风电变流器[N];中国工业报;2010年
9 通讯员 雷新安;株洲所完成一国家863项目[N];人民铁道;2006年
10 通讯员 胡圣海;大全2兆瓦级永磁直驱风力发电变流器通过鉴定[N];中国电力报;2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 张洪阳;永磁风力发电机分布式直流并网变流器的研究与实现[D];沈阳工业大学;2011年
2 杨恩星;低速永磁直驱风力发电变流器若干关键技术研究[D];浙江大学;2009年
3 贾俊川;双馈风力发电系统中双变流器优化联合控制[D];华北电力大学(北京);2011年
4 李渊;兆瓦级双馈式三电平风电变流器关键技术研究[D];中国矿业大学;2011年
5 刘昌金;适应电网环境的双馈风电机组变流器谐振控制[D];浙江大学;2012年
6 汪令祥;永磁同步直驱型全功率风机变流器及其控制[D];合肥工业大学;2011年
7 赖纪东;基于CSC永磁直驱风力发电系统协调控制方法与策略研究[D];合肥工业大学;2012年
8 谢军;面向新能源的多端口DC-DC变流器研究[D];合肥工业大学;2013年
9 仇志凌;基于LCL滤波器的三相三线并网变流器若干关键技术研究[D];浙江大学;2009年
10 陈威;DC-DC变流器的柔性变拓扑研究[D];浙江大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 任其广;风电变流器网侧电压跌落分析及其控制策略的研究[D];山东大学;2010年
2 刘继宗;直驱同步风力发电变流器控制研究[D];西南交通大学;2010年
3 张宇锟;双馈式风力发电系统网侧变流器的控制研究[D];燕山大学;2010年
4 侯李祥;风力发电机组变流器技术的研究[D];华北电力大学(北京);2010年
5 冯其塔;小型单相并网风力发电变流器的研究[D];哈尔滨理工大学;2010年
6 范长宝;基于DSP永磁风力发电机侧变流器的研究[D];沈阳工业大学;2011年
7 刘玲;牵引变流器故障诊断的研究[D];西南交通大学;2010年
8 邢介宇;风力发电并网侧T型滤波器的设计及控制策略研究[D];北方工业大学;2011年
9 黄秀成;非互补有源箝位反激变流器的研究[D];浙江大学;2011年
10 杨斌;基于DSP2812高温超导储能变流器控制策略的研究[D];北京交通大学;2010年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978