基于boost变换器的小型风力机并网逆变控制系统的设计精要

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1、技术工程学院COLLEGEOFTECHNOLOGYENGINEERING,,LANZHOUUNIVERSITYOFTECHNOLOGY毕业设计题目小型风力机并网逆变控制系统的设计学生姓名柴宗莲学号11230801专业班级电气七班指导教师郭群学院答辩日期2015年6月第页27摘要由于传统能源的枯竭和人们对环境的重视，电力系统正面临着巨大变革，分布式发电将成为未来电力系统的发展方向。其中，风力发电以其独特的优点，被公认为是技术含量高、最有发展前途的技术之一。但是风力发电系统存在着初期投资大、成本较高等缺点，因而探索高性能

2、、低造价的风力发电装置成为目前国内外研究的重点。其中逆变器已成为影响风力机并网发电系统经济可靠运行的主要因素，研究其结构与控制方法对于提高系统发电效率、降低成本具有及其重要的意义。风能作为一种清洁的可再生能源，其在新能源领域的应用中受到广泛地关注，同时风力发电并网技术也成为了当前国内外主要研究的热点。风力发电并网运行的关键是并网逆变装置的设计，其性能决定了风能的利用效率和控制系统的稳定性。本文以小型风力发电机并网逆变控制系统为研究对象，对并网逆变控制系统的电路拓扑结构、控制方法、参数选取等方面进行了深入的分析和研究。

3、所谓并网发电系统是将风力机产生的可再生能源不经过蓄电池储能，直接将电能输入电网，免除配置蓄电池，省掉了蓄电池储能和释放的过程，从而可以充分利用可再生能源所发出的电力，减小能量损耗，降低系统成本。并网发电系统是21世纪最具吸引力的能源利用技术，目前我国风力发电应用系统的商品化程度比较低，与国外先进水平的差距正在扩大。因此我们必须发展自己的风力发电技术。风能作为可再生、清洁环保的绿色能源，对其进行开发利用已经越来越多的引起了人们的重视。目前，常用的风能利用形式是大中型风力发电并网运行的方式。大型风力发电场并网对于电网的稳

4、定性的要求更高。因此，对小型风力发电系统的研究和应用越来越受到关注。小型风力发电系统多采用直驱式永磁同步发电机，通过直驱运行的方式可以在较大风速范围内高效运行，由于直驱式发电机省去了变速装置，发电效率有了较大提高，而且降低了运行维护的成本，该方式代表了小型风力发电系统的新的发展方向。本文首先讨论了几种风力机并网逆变器常用的拓扑结构，经过分析选用了三相桥式不可控整流+BOOST变换器升压+单相全桥逆变的主电路拓扑结构。首先风力发电机发出的变压变频交流电经三相不可控整流得到较低的直流电压，再经过BOOST升压环节使不可控

5、整流后直流电压升高，最后通过逆变并网控制环节得到可实时跟踪电网电压的稳定交流电。同时详细分析了BOOST升压电路和单相全桥逆变电路工作原理。逆变部分的控制策略采用电流闭环控制，使输出电流实时跟踪电网电压。使其能够达到并网的效果。其次，根据系统设计要求，对3kW风力发电并网逆变器的主电路参数做了主要计算；并且设计了基于单片机PIC16F88627的控制电路，并给出了硬件电路图及控制系统的软件流程图。关键字：风力发电；BOOST变换器；并网逆变器27AbstractWindenergyasacleansourceofre

6、newableenergy,whichreceivedextensiveattentionintheapplicationofnewenergyandgrid-connectedwindpowertechnologyhasalsobecomeamajorresearchfocus.Windpowergriddesigngrid-connectedinverteristhekeydevice,whichdeterminestheefficiencyofwindenergyandthestabilitycontrolsy

7、stem.Grid-connectedinverterbasedonsmallwindgeneratorsforthestudyofthecontrolsystem,grid-connectedinvertertopologystructureandcontrolmethodofthecontrol,parameters,andotheraspectsofthein-depthanalysisandresearch.Thispaperfirstdiscussesseveralwindturbinescommonlyu

8、sedingrid-connectedinvertertopologyanalysisusinguncontrolledrectifying+BOOSTbooster+single-phasefull-bridgeinvertermaincircuittopology.Firstwindgeneratorthree-phasevariablev