小型风力发电机电流型并网逆变器的设计与实现

【摘要】风能是一种无污染的可再生能源,随着人类对生态环境的要求和能源的需求,风能的开发日益受到重视。在诸多风力发电机中,大电感永磁风力发电机具有工作风速范围宽、输出电流近似恒定和易于并网等特点,非常适合应用到小型风力发电的场合。风力发电并网运行的关键是并网逆变控制器,其性能决定了风能的利用率和控制系统的稳定性。本文以适用于小型大电感永磁风力发电机的并网逆变器作为研究对象,对并网逆变控制系统的电路拓扑结构和控制方法等方面进行了深入的分析和研究。本文首先介绍了国内外风电发展状况以及技术的发展趋势,着重介绍了小型大电感永磁风力发电机电流型并网逆变系统的研究意义。其次建立了大电感永磁风力发电并网逆变系统的数学模型,以数字式PI控制结合输入电流扰动前馈控制,消除输入电流扰动对并网电流的影响,提高控制效果。根据整体的控制框图和数学模型在PSIM中建立仿真模型,仿真结果验证了控制策略的正确性。在明确的控制方案基础上,本文选用dsPIC30F4011作为主控芯片,设计了大电感永磁风力发电机并网逆变器的硬件电路。在MPLABIDEv7.62环境下编写和调试了控制程序,并给出控制系统软件流程图。最后搭建了系统实验平台并进行测试,测试结果表明并网逆变器输出电流的频率和相位可以快速跟随电网电压,进一步验证了所提出控制策略的正确性。
【作者】闫新远；
【导师】朱景伟；
【作者基本信息】大连海事大学，电气工程，2014，硕士
【关键词】大电感；永磁风力发电机；电流源型逆变器；并网逆变器；

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