【正文】 ..................................................... 7 Wind Grid Inverter.......................................................................................... 10 Chapter 3 Hardware structure and principle .................................................. 12 Control of wind power inverter ...................................................................... 12 Grid Inverter Control Techniques .................................................................. 13 PFO link analysis and control technology ..................................................... 13 Inverter Circuit................................................................................................ 15 The working principle of threephase inverter .............................................. 18 Chapter 4 Control Circuit ..................................................................................... 20 4． 1 About threephase PWM generator SA866AE ........................................... 20 Features.................................................................................................. 20 Pin Description ......................................................................................... 20 SA866 control mode................................................................................. 21 PLL control ..................................................................................................... 22 ATMEG8 About SCM ............................................................................. 22 VI DAC MAX530 ................................................................................ 24 Frequency sampling circuit ...................................................................... 25 Through flow visualization............................................................................. 26 ADC0832 Introduction ................................................................................... 26 Chapter 5 Isolated drive and protection unit...................................................... 28 High suspended driver IR2113 ....................................................................... 28 Optoisolation circuit ...................................................................................... 29 Overcurrent detection .................................................................................... 30 Overvoltage detection ..................................................................................... 31 Chapter 6 Auxiliary Power Supply....................................................................... 32 Power Supply Classification .......................................................................... 32 The basic principle of switching power supply ............................................. 32 Auxiliary Power Supply ................................................................................. 33 Summary.................................................................................................................. 34 Acknowledgements ................................................................................................. 35 References............................................................................................................... 36 Appendix 1 ............................................................................................................... 37 1 第 1 章 緒 論 隨著 世界工業(yè)化進(jìn)程的不斷加快，使得能源消耗逐漸增加，全球工業(yè)有害物質(zhì)的排放量與日俱增，從而造成氣候異常、災(zāi)害增多、惡性疾病的多發(fā)，因此，能源和環(huán)境問題成為當(dāng)今世界所面臨的兩大重要課題。但由于對(duì)運(yùn)行工況的認(rèn)識(shí)不足， 對(duì)變槳距控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)不能滿足風(fēng)力發(fā)電機(jī)組正常運(yùn)行的要求，更達(dá)不到優(yōu)化功率曲線和穩(wěn)定功率輸出的要求。電力電子技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和微 2 電子技術(shù)等相結(jié)合進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)可再生能源向電能的最佳轉(zhuǎn)換和最優(yōu)控制，以取得可觀的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。風(fēng)能己成為一種重要的可再生能源。在可預(yù)計(jì)的將來，風(fēng)力發(fā)電的成本將會(huì)進(jìn)一步降低，將可以和傳統(tǒng)發(fā)電方式 (如水力發(fā)電、火力發(fā)電 )進(jìn)行競爭。目前新安裝的風(fēng)機(jī)均為變速恒頻風(fēng) 3 電系統(tǒng)，其中的主流機(jī)型是直驅(qū)多極同步發(fā)電機(jī)交流 /直流 /交流系統(tǒng)和雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)系統(tǒng)。雙饋發(fā)電系統(tǒng)由于電機(jī)結(jié)構(gòu)限制，仍然存在著高傳輸比的齒輪傳輸機(jī)構(gòu)和滑環(huán)，不可避免機(jī)械的維護(hù)問題，并且電機(jī)系統(tǒng)控制復(fù)雜。 20xx 年世界風(fēng)電累計(jì)裝機(jī)容量最多的十個(gè)國家，前十名合計(jì) ，約占世界總裝機(jī)容量的 %。 5 年中國除臺(tái)灣省外新增風(fēng)電機(jī)組 592臺(tái)，裝機(jī)容量 萬 kW。 5 風(fēng)力發(fā)電的 并網(wǎng)方式 上世紀(jì)八十年代的大型風(fēng)機(jī)通常采用帶有升速齒輪箱的定速型鼠籠式異步發(fā)電機(jī)。但是存在齒輪箱，其維護(hù)保養(yǎng)費(fèi)用遠(yuǎn)高于無齒輪箱永磁同步風(fēng)力發(fā)電機(jī)。電能變換器將這些頻率不斷變化的電能改變?yōu)楹泐l恒壓的交流電，輸入電網(wǎng)。 網(wǎng)側(cè)變換器的主要任務(wù)就是為電機(jī)側(cè)變換器提供恒定的直流母線電壓，因此很多學(xué)者對(duì)提高網(wǎng)側(cè)變換器的抗擾動(dòng)性能進(jìn)行了研究 [5]。根據(jù)電機(jī)理論，異步發(fā)電機(jī)并入電網(wǎng)運(yùn)行時(shí)，是靠滑差率來調(diào)整負(fù)荷的，其輸出的功率與轉(zhuǎn)速近乎成線性關(guān)系。 (2)降壓并網(wǎng) 這種并網(wǎng)方法是在異步電機(jī)與電網(wǎng)之間串接電阻或電抗器或者接入自耦變壓器，以達(dá)到降低并網(wǎng)合閘瞬間沖擊電流幅值及電網(wǎng)電壓下降的幅度。當(dāng)滑差率為零時(shí)，并網(wǎng)自動(dòng)開關(guān)動(dòng)作，動(dòng)合觸頭閉合，雙向晶閘管被短接，異步發(fā)電機(jī)的輸出電流將不再經(jīng)雙 向晶閘管，而是通過已閉合的自動(dòng)開關(guān)觸頭流入電網(wǎng)。移相觸發(fā)會(huì)造成電機(jī)每相電流為正負(fù)半波對(duì)稱的非正弦波 (缺角正弦波 )含有較多的奇次諧波分量，這些諧波會(huì)對(duì)電網(wǎng)造成污染公害，必須加以限制和消除。 10 風(fēng)能并網(wǎng)逆變器 風(fēng)能并網(wǎng) 采用目前應(yīng)用較多的直驅(qū)式永磁交流同步發(fā)電機(jī)，設(shè)計(jì)并網(wǎng)逆變器作為發(fā)電機(jī)與電網(wǎng)之間的電能轉(zhuǎn)換接口。調(diào)節(jié)后的直流輸出電能逆變?yōu)?符合并網(wǎng)要求的交流電能后通過濾波器濾波再并入到公用電網(wǎng)。當(dāng)風(fēng)機(jī)達(dá)到切入風(fēng)速的時(shí)候，風(fēng)力發(fā)電機(jī)發(fā)出的交流電能經(jīng)過整流、調(diào)壓、逆變后饋入電網(wǎng)。風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)較慢，由于風(fēng)機(jī)與發(fā)電機(jī)是直接耦合的，中間沒有采用增速齒輪箱，因此發(fā)電機(jī)輸出的電壓比較低，在中間加入直流升壓環(huán)節(jié)后，整流后得到的低的直流電壓通過直流升壓就可以在系統(tǒng)的直流側(cè)獲得較高的直流電壓，滿足逆變電路的正常工作，使得系統(tǒng)可以在風(fēng)速較低時(shí)也能將電能送入電網(wǎng)。調(diào)節(jié)后的直流輸出電能，電壓幅值在 400V左右。 (2)整流輸出電壓 dU 一周期脈動(dòng) 6次。當(dāng)開關(guān)管 VT處于通態(tài)的時(shí)候，電源向電感 L充電，同時(shí)電容 C上的電壓向負(fù)載供電。 圖 35 IGBT等效電路 IGBT作為一種大功率的復(fù)合器件 ， 存在著過流時(shí)可能發(fā)生鎖定現(xiàn)象而造成損 壞的問題，在過流時(shí)如果采用一般的速度封鎖柵極電壓會(huì)困過高的電流變換 率引 起過電壓，從而需要關(guān)斷等特殊要求，因而掌握好 IGBT的驅(qū)動(dòng)和保護(hù)特性是 使用 好它的關(guān)鍵。 在高頻應(yīng)用時(shí)，驅(qū)動(dòng)電壓的上升、下降速率應(yīng)快一些，以提高 IGBI的開通過程 中 度并降低開關(guān)損耗。 由以上分析可見，柵極串聯(lián)電阻對(duì) IGBT的開通過程影響較大。為此，柵極串聯(lián)電 阻的 電阻值應(yīng)隨著 IGBT電流容量的增加而減小。R值通常取 5～ 30Q， R值 過大 吸收效果會(huì)變差，過小會(huì)產(chǎn)生較大的放電電流對(duì)IGBT開通不利。 若每個(gè)開關(guān)管的驅(qū)動(dòng)信號(hào)持續(xù) 180。通常采用三相調(diào)制參考正弦波電壓與三角載波相比較產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)信號(hào)去控制六個(gè)全控開關(guān)器件，從而控制逆變器輸出的三相交流電壓的瞬時(shí)值。 等均存儲(chǔ)在外接的串行 EEPROM中，上電時(shí)自動(dòng)讀入 SA866中。 RPHT、 RPHB、 YPHT、 YPHB、 BPHT、 BPHT為三相PWM脈沖輸出端，可直接驅(qū)動(dòng)光耦。 表 41 EEPROM頁地址 22 VDDD1RPHT2RPHB3YPHT4N / C5N / C6Y P H B7S D A8S C L9CS10S E R I A L11R D E C12O S C / C L K13RACC14IMON15VMON16VSSA17VDDA18PAGE119SETPOINT20V R E F I N21P A G E 022V S S A D C23R E S E T24D I R25T R I P26B P H B27B P H T28S E T T R I P29XTAL230XTAL131VSSD32CS1SK2DI3DO4V