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兆瓦级风力发电逆变器的研究
资料介绍
风力发电以其清洁、无污染、建设周期短、运营成本低等优点,现已成为发展新能源和可再生绿色能源的重点领域。兆瓦级逆变电源是大容量变速恒频风电机组的主要被控对象之一,它的性能优劣直接影响整个风电系统性能的好环,而目前市场上进口的逆变器价格昂贵,国内研制的逆变器工作方式比较原始,不能输出精确的正弦交流电压波、且空载损耗大。因此,为了确保风力发电输出高品质、高效率的电源,以满足大功率并网的需求,对兆瓦级逆变器的设计进行研究具有重要的意义。本文通过功率主电路、控制电路、保护电路相结合来实现逆变器的设计。其中,功率主电路是由Boot型DC-DC电路、高频变压器电路、直流滤波电路、全桥逆变电路和隔离变压器电路组成;控制电路是利用单片机MC68HC908与专用芯片SA4828结合产生SPWM波进行脉宽调制再通过驱动电路对功率主回路进行控制,实现了系统输出;保护电路是判断功率管是否过流、欠压从而自动关断驱动,其包括电流信号检测、过流信号处理和封锁开关管脉冲。在逆变器控制策略上,对传统重复控制算法进行了改进,提出了一种采用重复控制器与比例、积分调节器有机结合的双模控制策略,以提高逆变器在非线性负载情况下的输出电源品质。最后采用基于Simulink的元件仿真技术,针对逆变式电源本身具有非线性、时变性及混杂性特点,建立了系统仿真模型,并在此基础上,完成了对电感影响测试、死区效应、负载突变等动态过程的仿真。结果表明,该模型充分体现各逆变电源参数对切割工艺的影响,并进一步验证了各参数变化规律与理论分析相符,证明该仿真模型是分析广义非线性混杂电力系统的有效工具。
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