風(fēng)力發(fā)電電能變換裝置的研究與設(shè)計畢業(yè)設(shè)計開題報告(編輯修改稿)
2025-02-17 18:33 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 變也會越來越大。并網(wǎng)風(fēng)電機(jī)組在啟動、停止和發(fā)電機(jī)切換過程中也產(chǎn)生電壓波動和閃變[8]。4 風(fēng)力發(fā)電的能量轉(zhuǎn)換 風(fēng)速的時變性，使得風(fēng)力發(fā)電機(jī)的電壓及頻率變化，不易于直接被負(fù)載利用，所以目前的獨(dú)立運(yùn)行風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)通過“交流－直流－交流”的轉(zhuǎn)換方式供電，且要考慮風(fēng)速很弱及無風(fēng)的情況，系統(tǒng)的裝置中使用了蓄電池進(jìn)行儲能。先用整流器將發(fā)電機(jī)的交流電變成直流電向蓄電池充電，再用逆變器將直流電變換成電壓和頻率穩(wěn)定的交流電輸出供給負(fù)載使用[9]。5 基于雙環(huán)控制的PWM逆變器早些年,PWM逆變器電壓電流雙環(huán)控制用輸出電壓有效值外環(huán)維持輸出電壓有效值恒定,這種控制方式只能保證輸出電壓的有效值恒定,不能保證輸出電壓的波形質(zhì)量,特別是在非線性負(fù)載條件下輸出電壓諧波含量大,波形失真嚴(yán)重。另一方面,電壓有效值外環(huán)控制的動態(tài)響應(yīng)過程十分緩慢,在突加、突減負(fù)載時輸出波形波動大,恢復(fù)時間一般需要幾個甚至幾十個基波周期。瞬時控制方案可以在運(yùn)行過程中實(shí)時地調(diào)控輸出電壓波形,使得供電質(zhì)量大大提高。其中,應(yīng)用較多的有:電壓單環(huán)PID控制,電壓電流雙環(huán)控制,滯環(huán)控制,重復(fù)控制[11],滑模變結(jié)構(gòu)控制等。目前,電壓外環(huán)電流內(nèi)環(huán)的雙環(huán)控制方案是高性能逆變電源的發(fā)展方向之一[12],雙環(huán)控制方案的電流內(nèi)環(huán)擴(kuò)大逆變器控制系統(tǒng)的帶寬,使得逆變器動態(tài)響應(yīng)加快,非線性負(fù)載適應(yīng)能力加強(qiáng),輸出電壓的諧波含量減小。6. 風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)變換器 (1)定速風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)過渡過程,采用晶閘管軟切入,過渡過程結(jié)束后,立即切除變換器,該變換器并非整個系統(tǒng)的核心。(2)變速風(fēng)電系統(tǒng),變換器需完成在變風(fēng)速條件下,將風(fēng)力機(jī)輸出頻率隨風(fēng)速變化的交流電轉(zhuǎn)換為與電網(wǎng)電壓、頻率相同、與電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)柔性連接的交流電,控制、調(diào)節(jié)風(fēng)力機(jī)以獲取最大風(fēng)能。(3)交交變換器變流效率高,且可四象限運(yùn)行,功率可快速雙向流動,但采取相控方式,輸出電壓含大量諧波,尤其是低頻時諧波含量大、功率因數(shù)低。矩陣式交交變換器采用全控器件和先進(jìn)控制手段,使得輸出電壓靈活可控、低頻諧波含量大大減小,輸入電流保持正弦等。(4)交直交電壓型變換器采用二極管不可控整流,輸入電流畸變、諧波增大、輸入功率因數(shù)低,且能量無法雙向流動。采用交直交電壓型雙PWM變換器,兩電平電壓型雙PWM變換器主電路拓?fù)浞桨阜浅３墒?可將風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的諧波含量控制得非常低,切可調(diào)節(jié)功率因數(shù)。同時,通過PWM控制,易于實(shí)現(xiàn)變換器四象限運(yùn)行,電路設(shè)計及控制系統(tǒng)設(shè)計均較矩陣式變換器簡單,因此,目前得以大量采用[13]。 [1]葉杭治．風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的控制技術(shù)［Ｍ］．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002 [2][D].重慶大學(xué), 2006. [3]周至祥,段建中,[M].北京:中國電力出版社, 2006. [4]倪受元．風(fēng)力發(fā)電講座［Ｊ］．太陽能，2001(1)：1720． [5][M]北京：中投顧問，2011（5）：1505. [6]Michael B. McElroy et al. Science 325，1378 (2009)。DOI: [7]舟丹.《中外能源》.. [8] [9]，四川 宜賓 644003 [10]. [11]張 [D].武漢:華中科技大學(xué)博士學(xué)位論文,2000.[12]L oh P C, Newman M J, Z mood D N, et al. A parative analysis of muiti loop voltage regulation strategies for single and threephase UPS systems[C]. IEEE Trans. on PowerElectronics,2003,18(9):1
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