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小型风力发电单相正弦波逆变器的研究
资料介绍
风能是最重要的可再生能源之一，风力发电对于改善用能结构和促进环境发展具有重要的意义。在人口居住相对分散和风力资源丰富的偏远地区，小型风力发电系统具有投资小和应用灵活的特点，非常适合解决电力供应问题，具有广阔的市场前景。逆变器是小型风力发电系统中重要的组成部分，它承担将直流电转换成交流电为负载供电的任务。由于风速的随机波动性，使得小型风力发电系统中的逆变器处于复杂的工作状态。传统的小型风力发电系统中逆变器常采用工频变压器，使得逆变器的体积和重量较大，同时逆变器的工作效率较低。此外，逆变器的输出几乎是方波，因而它不适合一些设备的使用。为了提高小型风力发电正弦波逆变器的供电质量和逆变效率，本文对单相正弦波逆变器的拓扑结构和控制方法进行研究。主要研究内容如下:
首先分析了小型风力发电系统中单相正弦波逆变器工作的特点，提出了采用两级逆变结构的逆变器拓扑结构。前级通过间接DC/DC变换进行直流电压升压，后级采用全桥逆变拓扑结构，同时前级采用PWM控制方法实现，后级采用SPWM控制方法实现。其次，提出了两种进行单相正弦波逆变器的控制方法，方法一采用特定谐波消去法进行SPWM控制;方法二采用遗传算法优化BP神经网络的控制方法。在MATLAB仿真环境下进行了仿真研究，仿真结果表明，提出的方法能够有效地对单相正弦波逆变器进行控制。最后，进行了小型风力发电用单相正弦波逆变器的设计制作，采用单片机C8051F410进行控制，编写了控制程序，并进行了实际性能测试。实验结果表明，设计的电路能够产生正弦波形。
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