风电并网逆变器控制技术的研究.pdf

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1、硕士学位论文分类号密级风电并网逆变器控制技术的研究研究生姓名：冯典森指导教师姓名、职称：唐勇奇教授学科专业：电气工程研究方向：现代电力电子技术及系统湖南工业大学二〇一八年四月十五日硕士学位论文摘要风能作为一种重要的绿色清洁能源越来越受到了人们的重视，风力发电技术也在一代又一代人的不懈努力中日趋成熟。然而提高风电并网逆变器的电能质量及其功率控制依然是当今研究的热点所在。本文主要对风电并网逆变器的控制技术进行了分析和探讨,对模糊PI控制技术、神经网络PI控制技术和SVPWM控制算法进行了重点研究，主要研究内容为以下几点：第一，对风电并网逆变器的基本原理进行了阐述，搭建了电压源型PWM逆变器的

2、数学模型，并对逆变器输出有功和无功功率的解耦控制进行了研究。第二，对逆变器电压电流双闭环控制策略进行了研究，外环用模糊PI控制器，内环用神经网络PI控制器取代传统的PI控制器，使得直流母线电压发生扰动时，控制器能够迅速、有效地调节PI参数进行实时控制，确保逆变器输出有功功率的稳定性。第三，对传统型空间电压矢量控制进行了改进，提出了区域细分式SVPWM控制算法，增加选择条件，将原来的6个扇区改为12个扇区，经过改进后，逆变器的开关损耗得到了有效降低，开关过程中的谐波影响得到了有效抑制，提高了并网电能的质量。第四，对单同步坐标系锁相环控制技术进行了研究，对电网电压矢量的正相序信号进行处理控制

3、，使得锁相环输出的相位角与电网电压矢量信号保持同步，确保实时跟踪电网电压矢量的相位角信号，顺利实现并网过程。第五，对基于TMS320F28035的并网逆变器硬件电路进行了设计，其中包括主电路的器件选型和参数计算，以及信号采样电路，IPM驱动电路，检测及保护电路的原理图设计。对于本文的研究内容，在Matlab/Simulink软件上搭建了仿真平台，并对本文中所采用的控制方法进行了仿真，将其与传统控制方法的仿真波形进行分析对比，结果表明，本文所采用的控制方法的效果更优良，此方法的理论可行性得到了证明。关键词：风电并网逆变器，模糊PI控制器，神经网络PI控制器，空间电压矢量控制，锁相环控制I风

4、电并网逆变器控制技术的研究ABSTRACTAsanimportantgreencleanenergy,windenergyhasbeenpaidmoreandmoreattention.Windpowergenerationtechnologyisbecomingmoreandmorematureintheunremittingeffortsofgenerationaftergeneration.However,improvingtheelectricenergyqualityandpowercontrolofthewindpowergridconnectedinverterisstil

5、lthehotspotofthecurrentresearch.Thecontroltechnologyofwindpowergridconnectedinverterisprimarilyanalyzedanddiscussedinthispaper.FuzzyPIcontroltechnology，neuralnetworkPIcontroltechnologyandSVPWMcontrolalgorithmaremainlystudied.Themaincontentsisdiscussedasfollow:Firstofall,Thebasicprincipleofwindpow

6、ergridconnectedinverterisexpounded,andthemathematicalmodelofvoltagesourcePWMinverterisbuilt,anddecouplingcontrolofoutputactiveandreactivepowerofinverterisstudied.Secondly,Thevoltageandcurrentdoubleclosed-loopcontrolstrategyofinverterisstudied,theouterringwithfuzzyPIcontroller,andtheinnerringwithn

7、euralnetworkPIcontrollertoreplacethetraditionalPIcontroller,iftheDCbusvoltagedisturbance,thecontrollercanadjustPIparametersquicklyandeffectively,andcontrolinrealtime,toensurethestabilityoftheinverteroutputactivepower.T