基于DC-DC的永磁風電機組直流并網(wǎng)并流器設計.pdf

1、海上風力發(fā)電由于其具有更好的連續(xù)性和更強的風能捕獲能力而受到越來越多的國內(nèi)外學者、專家的關注。海上風力發(fā)電場內(nèi)電能匯集方式有交流匯集方式、直流匯集方式兩種。海上風力發(fā)電場采用直流匯集方式時具備不需要各發(fā)電機組完全的同步;各機組獨立的最大功率追蹤特性以及帶高頻變壓器的DC/DC變流器的使用顯著地減小了變流系統(tǒng)的體積、重量，提高了變流系統(tǒng)的效率;直流匯集方式比交流匯集方式少用了一跟傳輸線等優(yōu)勢。因此，直流匯集方式將成為海上風力發(fā)電場電能匯集

2、方式的研究和發(fā)展的方向。
　　設計了一種基于DC/DC的永磁同步風電機組并網(wǎng)變流器。該變流器主要應用于海上PMSG獨立、直接接入VSC-HVDC的功率變換系統(tǒng)中。該方法由三相PWM整流器、單相全橋DC/AC高頻逆變器、高頻變壓器、單相二極管整流橋組成。其中單相全橋DC/AC高頻逆變器、高頻變壓器、單相二極管整流橋封裝成一個絕緣型DC/DC子模塊，多個子模塊輸入端并聯(lián)輸出端串聯(lián)使輸出電壓升高。該方法具有高度模塊化、易于擴展、大功率、

3、總體積小、輸出電壓可以直接接入VSC-HVDC等特點。
　　深入分析了基于DC/DC的永磁同步風電機組并網(wǎng)技術中PMSG的穩(wěn)態(tài)運行特性、直接轉矩控制。設計了一種基于發(fā)電機直接轉矩控制的風力發(fā)電機組最大風能捕獲控制策略。建立了基于DC/DC的永磁同步風電機組三相PWM整流器及其直流環(huán)節(jié)數(shù)學模型，理順了功率流向。
　　設計了DC/DC變流器輸入直流母線電容、子模塊輸出電容、變壓器的基本參數(shù)以及變壓器最大允許漏感。深入分析了并網(wǎng)D

4、C/DC子模塊拓撲結構、工作模態(tài)、建立了DC/DC子模塊數(shù)學模型，設計了子模塊相應控制策略進而設計了一種基于三相PWM整流器直流母線電壓外環(huán)子模塊輸出電壓內(nèi)環(huán)的協(xié)同控制策略。通過子模塊輸出電容、子模塊變壓器漏感、子模塊變壓器變比參數(shù)不平衡導致的子模塊變壓器漏感電流波形的差異的分析，得出了子模塊輸出電容電壓不平衡原因，并提出了相應的解決辦法。針對各并入HVDC的發(fā)電機組之間可能存在的制約，從電路等效模型入手分析了各并入HVDC傳輸系統(tǒng)的并