变速恒频直驱型风电系统变流器拓扑结构研究

直接驱动型变速恒频风力发电是一种新型的发电技术,它具有无齿轮箱、机械磨损小、整机效率高、运行维护成本低等优点,在风力发电领域中有着很好的应用前景。该系统需要采用全功率变流器,对应的大功率变流器单元可以有不同的拓扑结构,根据每种电路拓扑的特点,整个系统的控制方法都会相应地发生变化。载波相移正弦脉宽调制技术（CarrierPhaseShiftedSinuousPulseWidthModulation,CPS-SPWM）可以在较低的开关频率下有效地抑制和消除低次谐波,并具有相当大的传输带宽,是一种适于大功率电力电子装置的较佳的开关调制策略。文章首先对直驱型变速恒频风力发电系统基本拓扑结构进行了对比分析,着重介绍了用CPS—SPWM调制方法控制的五电平级联变流器,及其在直驱型风力发电中的应用。直接驱动型风力发电系统几种大功率变流器拓扑结构对比分析,比较了各种拓扑结构的优缺点、技术难点,以及实际应用中存在的问题,并对大功率变流器在风力发电系统应用中的可行性进行了相关分析与探讨．为直驱风力发电系统拓扑结构的选型提供了参考基础。     

基于Saber的风力发电系统建模及仿真分析

采用专业软件Saber,结合MAST语言的编写,搭建了直驱式变速恒频风力发电系统的主电路模型和控制电路模型,并对该模型进行了仿真分析,分析结果说明了直驱式变速恒频风力发电系统的良好运行特性.另外,建模中根据仿真时间及仿真速度的要求,基于开关周期远小于仿真时间以及输出滤波器设计较好的假设,可在一定条件下忽略电力电子系统中开关作用的影响,建立该系统的平均模型,给出数值仿真结果,其仿真结果之间的比较验证了平均模型的可行性及有效性.     

基于SVPWM的直驱永磁同步风电系统GS-NSC研究

九开关变换器可实现直驱永磁同步风电机组并网运行及电压补偿功能。文章采用空间矢量脉宽调制方法,提高了九开关变换器直流电压利用率,对网侧九开关变换器(Grid-Side Nine Switch Converter,GS-NSC)的控制策略进行了改进。通过设计多种并网点电压故障工况,对直驱永磁同步风电系统的运行特性进行分析,仿真结果表明,网侧九开关变换器在非正常工况下可维持风电系统输出电压稳定,优先向电网注入无功电流支撑电网电压恢复,实现风电系统的故障穿越运行。     

直驱式风力发电系统的应用分析

结合目前市场应用和实验研究情况，综合评述了直驱式风力发电系统。具体介绍了5种直驱式风力发电系统的特点、优劣及应用状况，直驱式风力发电系统中应用的电力电子变换器概况。通过综合比较，指出了直驱式风力发电系统的应用前景。     

适于直驱型风力发电系统的大功率变流器

直驱型变速恒频风力发电系统采用低速永磁同步发电机结构,无需齿轮箱,机械损耗小,运行效率高,维护成本低.该系统须采用的大功率变流器单元可以有不同的拓扑结构,根据每种电路拓扑的特点,整个系统的控制方法都会相应地发生变化.文章对直驱型变速恒频风力发电系统基本拓扑结构进行了对比分析,着重分析了常见的中高压变频器主电路拓扑,并对大功率变流器在风力发电系统应用中的可行性进行了相关分析与探讨.     

高渗透率并网风力发电的谐波特点及其抑制研究

为了研究分布式、高渗透率风电并网给电网带来的谐波问题,本文理论研究了直驱风力发电系统以及双馈风力发电系统的谐波特点,得出直驱风力发电系统的总电流谐波畸变率不变及双馈风力发电系统的谐波电流有效值不变的特点,利用实测系统验证了该结论的正确性,并针对风力发电的主要谐波给出了抑制方法。最后提出了适用于谐波分析的直驱风力发电系统以及双馈风力发电系统的简化等效模型,该模型可用于大规模的高渗透率并网风力发电的谐波研究。     

1MW直驱风力发电系统建模与仿真研究

建立了1 MW直驱风力发电系统电磁暂态仿真模型,在PSCAD/EMTDC环境下采用电压空间矢量脉冲宽度调制技术(SVPWM)真实地反映变流器的动态开关过程和谐波特性,实现了直驱风力发电系统的机侧最大风能跟踪以及永磁发电机定子电流的解耦控制和网侧直流母线电压稳定的控制。文章还对网侧变流器的软件锁相环(SPLL)进行了优化设计,使之能够快速、准确地跟踪电网基波正序电压,有助于改善网侧变流器在电网不对称故障期间的动态控制性能。     

永磁直驱风力发电系统MPPT控制的研究

文章首先介绍了风力机模型。然后介绍了一种改进型的变步长爬山算法,通过该算法改变直驱风力发电系统三重交错并联Boost变换电路的占空比,从而实现最大功率跟踪,获取最大风能。最后,利用MATLAB/SIMULINK建立直驱永磁风力发电系统仿真模型并进行研究。试验结果表明,改进型变步长爬山算法比传统爬山算法能更快跟踪最大功率点,控制系统具有较好的控制精度和稳定性。     

应用双级矩阵变换器的永磁直驱风力发电系统集成控制策略

以基于TSMC的永磁直驱型风力发电系统为研究对象,建立TSMC并网逆变级的数学模型,提出TSMC直驱型风力发电系统的集成控制策略,将最大风能跟踪、输出功率调节、变速恒频控制通过网侧逆变级的集成控制实现,且无需进行稳定直流电压的功率平衡控制,系统控制复杂度降低。仿真结果验证了该控制策略的有效性。     

直驱式永磁同步风力发电系统的整合模型与仿真

直驱式永磁同步发电机组具有控制回路少、控制简单的优点,在风力发电系统中得到越来越广泛的应用。文章针对直驱式永磁同步风力发电系统的结构、运行特性及功率传输特点,列写出各个模块的电压方程及状态方程,进而建立其整合模型;使用MATLAB进行仿真,验证了该模型的正确性及可靠性,对风电系统的控制策略研究提供了有效帮助。