svpwm过调制技术在风力发电变换器中应用

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1、第45卷第6期电力电子技术Vo1．45．No．62Ol1年6月PowerElectronicsJune2011SVPWM过调制技术在风力发电变换器中的应用吕敬，王晗，张建文，蔡旭(1．上海交通大学，风力发电研究中心，上海202~；2．上海交通大学．海洋工程国家重点实验室，上海200240)摘要：背靠背PWM变换器是全功率风力发电系统中连接电网和电机的核心部件。当电网电压升高10％以上时，为保证发电系统仍能向电网输送功率，必须提高并网逆变器的输出电压。在此研究了一种基于空问矢量脉宽调制(SVPWM)的过调制控制算法，并对过调制区的谐波成分进行了分析。利用Matlab／Simulink

2、仿真软件对该算法进行了仿真验证，最后进行了实验验证。结果表明，该算法能有效提高逆变器输出电压，实现在整个调制范围内逆变器输出基波电压的线性控制，达到逆变器的六阶梯波运行状态。关键词：变换器：空间矢量脉宽调制；过调制；风力发电中图分类号：TM46文献标识码：A文章编号：1000—100X(2011)06-0004-02ApplicationofSVPWMOvermodulationTechniquein、vindPowerConvertersL[3Jing，WANGHan，ZHANGJian—wed，CAIXu’(1．ShanghaiJiaoTongUnivers，Shanghai2

3、00240，China)Abstract：Theback—to—backPWMconverterisakeycomponentinfull-powerwindpowergenerationsystemwhichconnectsthedtothegenerator．Whenthegridvoltagerisesabove10％，itisnecessarytoraisetheoutputvoltageofgrid—connectedinverterwhichinordertoensurethepowerdeliveresfromwindpowergenerationsystemtoth

4、egrid．AnovermodulationalgorithmbasedonSVPWMisstudied，andharmoniccomponentsoftheoutputvoltageinovermodulationzonesareanalyzed．Finally，thealgorithmisvalidatedbyMatlab／Simulinksoftwareandexperiment．Theresultsshowthatthealgorithmcaneffectivelyraisetheinverteroutputvoltage，achievethelinearcontrolof

5、thein—verteroutputfundamentalvoltageduringtheentiremodulationrangeandfinallyreachsix-stepoperation．Keywords：converter；spacevectorpulsewidthmodulation；overmodulation；windpowergenerationFoundationProject：SupportedbyStateKeyLaboratoryofOceanEngineeringFund(No．AE010803)；ShanghaiScienceandTechnolog

6、yDevelopmentFund(No．08DZ1200504，09DZ1201303)1引言2SVPWM过调制算法近年来，风能作为一种可再生资源受到了广采用传统的SPWM调制时．最大输出相电压泛重视。基于鼠笼式异步发电机的全功率风电机幅值为／2，调制度m=O．785；采用SVPWM调制组以其结构简单、鲁棒性强等优点，得到了广泛应时，最大输出相电压幅值为／、／3，m=0．907，直用⋯。两电平风力发电系统中的并网型逆变器多流电压利用率比SPWM提高15．47％。在不提高采用SVPWM算法．可将输出基波电压提高到六的前提下，为获得更高的基波输出电压，逆变器必阶梯波运行时的0．907倍

7、。若考虑电网电压的波须工作在过调制区。直至达到六阶梯波运行状态。动可能会超过10％，此时就需要逆变器能够输出当出现过调制时，调制波峰值超出三角载波更高的基波电压。文中在传统SVWPM算法基础峰值。实际输出的基波电压不再随调制度线性变上，研究了一种过调制控制算法，并对其谐波特性化，该情况下控制器已经饱和，输出电压波形仅部进行分析，最后通过仿真和实验验证了该算法的分受控，因此输出电压波形逐渐发生畸变且含有正确性和有效性。低次谐波，则需对SVPWM过调制算法进行研究。在保证