PWM整流器直接功率控制研究

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1、中文摘要摘要：PWM整流器具有输出电压恒定、实现单位功率因数运行的特点，甚至可以实现电能回馈电网，真正实现电能的“绿色变换"，提高电能的传输和利用效率，从而解决电网“污染’’的问题。符合风力发电并网发电系统的要求。本文首先对PWM整流技术的现状进行了分析，介绍了当前比较新颖的PWM整流器控制策略，并介绍了PWM整流器在风力发电中的应用。文章从理论分析，仿真建模，实验验证三个方面对控制系统进行了研究。文章主要研究电压定向直接功率控N(VO．DPC)和虚拟磁链定向的无电压传感器直接功率控制(Ⅵ70．DPC

2、)控制策略，阐述了PWM整流器工作原理及其数学模型，分析了电压定向直接功率控N(VO．DPC)系统的组成，并在传统开关表的基础上，对开关表进行改进，并提出了三状态开关信号的控制策略，控制效果得到了改善。从仿真、实验进行对比分析，验证了其可行性。引入了虚拟磁链的概念，根据直流电压，交流电流和整流器开关状态估算虚拟磁量，给出了虚拟磁链定向的无电压传感器直接功率控制策略，实现了PWM整流器无交流电压传感器控制。仿真与实验验证了该控制策略与电压定向直接功率控制具有类似的控制性能。在MATLAB／SIMULIN

3、K环境下，搭建了PWM整流器直接功率控制模型，分别采用基于电压定向的直接功率控制和基于虚拟磁链定向的无电压传感器直接功率控制控制策略进行了仿真验证，分别分析了开关表改进前后，三状态开关信号控制策略、无电压传感器控制策的仿真结果。最后搭建了PWM整流器直接功率控制的实验平台，在调试过程中不断优化控制参数，完成了直接功率控制实验。实验结果表明，基于电压定向的直接功率控制(VO．DPC)具有高功率因数，高效率、算法及系统结构简单，动态响应快等优点。基于虚拟磁链定向的无交流电压传感器直接功率(VFO．DPC)

4、控制可以获得与电压定向直接功率控制同样的控制效果。关键词：风力发电，PWM整流器，直接功率控制，开关表改进，无电压传感器分类号：TM614ABSTRACTABSTRACT：PWMrectifiercanprovidecomtantdobusvoltageandgetlowharmomcdistortionofinputcurrent．Italsohaslinepowerfeedbackcapability,PWMrectifiersistosolveelectricnetworkpollutionan

5、dachieve‘‘geentransition",improvingtheeffectivenessofutilizationandtransmissioonitCanadaptstoapplyinhigh-powerwindpowergenerationsystem．．ThisdissertationanalyzethedevelopingstatusandthetechnologicaldevelopmenttrendofPWMrectifier,itintroducenewcontrolstr

6、atagemofPWMrectifier,PWMrectifierplayaimportantroleinwindpowergenerationsystem．．Thedissertationismainlyaboutthecontr01systeminprincipleanalyzing,simulationandexperimentvalidating．Thisdissertationmianlyresearchonthetwocontrolstratagemofbasedonvoltageorie

7、nteddirectpowercontrol(c)andbasedonvirtualflux-linkageorienteddirectpowercontrolwithoutlinevoltagesensors(VFO-DPC)，Thetopology,operationprincipleandmathematicalmodelingofPWMrectifiersarediscussed，introducedthecontrolstructureofVO-DPC，thenbasedontraditio

8、nswitchtable，improvedonswitchtable，thispaperpresentsthethreeswitchstatecontrolstratagemtoachievebettercontrolperformance,analyzeandcomparethenewswitchtablewithtraditionswitchtablebysimulationandexperimentvalidating，verifyitsfeasi