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《基于矢量解耦逆变器控制电路的设计与研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、基于矢量解耦逆变器控制电路的设计与研究摘要：风力发电具有广阔的前景，逆变环节是风力发电最主要的环节之一。对于相位幅值逆变控制电路为电压单环结构，响应速度慢；且网侧存在直流电流偏移量，瞬态时，输入电压滤波器会出现振荡且负载电流会发生畸变的问题。在此采用电压、电流双闭环矢量控制策略，设计岀矢量解耦的逆变器控制电路。仿真结果表明：电压与电流周期、频率相同，相位差为90°;电流瞬态响应时间为0.005s左右；三相并网电压的周期0.02s,频率50Hz,完全满足并网要求。关键词：风力发电；PWM变换器；矢量控制；电路设计Abstract:Windpowergenerationhasabroa
2、dprospect.Theinversionstepisoneofthemostimportantstepsofwindpowergeneration.Theinvertercircuitcontrollingthephaseandamplitudeadoptsthevoltagesingle?loopstructure,whoseresponsespeedisslow.SincethenetworksideexiststheDCoffset,thefilterofinputvoltagemayappeartheoscillationandloadcurrentmayoccurdi
3、stortionduringthetransient.Thevectorcontrolstrategyfortwoloopsofvoltageandcurrentisadoptedtodesigntheinvertercontrolcircuitbasedonvectordecoupling.Thesimulationresultsshowthatthefrequencyandperiodofthevoltageandcurrentarethesame,andtheirphasediffereneeis90°.Thecurrenttransientresponsetimeisabo
4、ut0.005s.Theperiodofthethree?phasegrid?connectionvoltageis0.02szandthefrequencyis50Hz.Thecircuitcansatisfythegrid?cormectionrequirement.Keywords:windpowergeneration;PWMconverter;vectorcontrol;circuitdesign0引言不可再生化石能源的消耗与枯竭，寻找新型替代能源以推动经济持续发展。风电作为一种可再生的清洁能源受到重视。国家发改委2003年明确提出风电规划目标：到2020年全国风电装机容
5、量要达2000万kWz以推动风电商业化发展；2005—2010年间，装机容量需达到近60万kW/年;2010—2015年间,装机容量需达到近120万kW/年;2015—2020年间z装机容量［1?2］需达近200万kW/年,其发展前景广阔。逆变环节是风力发电最主要的环节之一。目前主要采用相位幅值逆变控制电路，该电路为电压单环结构，无电流环，响应速度慢，且网侧存在直流电流偏移量，瞬态时，输入电压滤波器会出现振荡且负载电流会发生畸变［引。本文采用电压、电流双闭环矢量控制策略，设计出矢量解耦的逆变器控制电路，在两相同步旋转坐标系下对三相逆变器的电流实现静态解耦,改善有源逆变的动态响应及抗
6、干扰能力,实现稳定可靠的控制。1控制原理及数学模型1.1原理矢量控制策略：给走信号分解成两个互相垂直而且独立的直流信号iM,iT,又经"2/3变然后通过〃直?交变换〃将iM,iT交换成两相交流信号ia,0换〃，得到三相交流的控制信号iazibzic去控制变流电路［4?6］。对PWM逆变器控制也可以采用矢量控制策略，如图1所示。三相交流电流ia,ib,ic经过〃3/2变换〃、〃交?直变换〃成为互相垂直且独立的直流量idziqz再经过〃直?交变换"、〃2/3变换〃，得到三相交流的控制信号ia,ib,ic,控制PWM逆变器[7]。该控制策略有动态响应快、稳态性能好、限流保护等优点。1.2
7、数学模型对于电压型逆变器，在三相静止坐标系abc中假设:(1)电网电动势为三相平衡的纯正弦波电动势(Ea,Eb,Ec);(2)网侧滤波电感L(a,b,c)是线性的;(3)主电路的开关视为理想元件，通断可以用开关函数描述。在静止的三相abc参考坐标系中，三相PWM并网逆变器的数学模型为：[vavbvc=L?diadtdibdtdicdt+vgavgbvgc](1)将静止的三相abc参考坐标系转换成同步旋转的dq坐标系以实现有功、无功电流的解耦。三相并网PWM逆变器中有功
