小型风力发电并网逆变系统研究

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1、EI正CTRICDRIVE2013Vo1．43No．7电气传动2013年第43卷第7期小型风力发电并网逆变系统的研究张纪杰t，张春香z，车延博，马利勇。，吴红波，郑志刚(1．智能电网教育部重点实验室，天津300072；2．天津电气传动设计研究所有限公司，天津300180；3．吉林通钢冷轧板有限公司，吉林通化134003)摘要：为了充分利用风能、提高小型风力发电系统对低风速风能的利用率，并考虑变换电路的电压利用率．采用带Boost变换器的两级式电压型并网逆变器，前级部分进行MPPT调节实现风能的最大功率跟踪；控制部分采用电压外环和电流内环分别进行PI控制，实现前后两个功率级控制上

2、解耦和并网逆变器的双向功率流动。经过实验结果分析，输出电流能够较好地跟踪电网电压，输出电流波形平滑，输出波形符合要求，证明了该方法的可行性。该控制策略应用于小型风力发电系统可以极大提高风能利用率，提高对低风速风能的利用效率．对推广小型风力发电系统．充分利用可再生清洁能源具有重要的现实意义。关键词：风力发电；并网逆变；利用率中图分类号：TM614文献标识码：AResearchofSmallWindPowerGrid—connectedInverterSystemZHANGJi~ie，ZHANGChun-xiang2，CHEYan-bo，MALi-yong2，WUHong-bo，Z

3、HENGZhi—sans~(1．KeyLaboratoryofSmartGridofMinistryofEducation，Tianjin300072，China；2．TianjinDesign&ResearchInstituteofElectricDriveCo．，Ltd．，Tianjin300180,China：3．ColdRolledStripCo．，Ltd．ofTISCOTonghua,Jilin134003，ro~ghuaChina)Abstract：Consideringthewindpowerutilizationoflowwindspeedofsmallwind

4、powergenerationsystemandthevoltageutilizationofconversioncircuit，newstrategywasadoptedtomakefulluseoftheenergy．Twolevelsvoltagegrid-connectedinverterwithBoostconverterwasused．TheMPPTcontrolwasrealizedinthefront-endcircuittotrackthemaximumpower．ThePIcontrolwasadoptedinthecontrolpartforthevolt

5、ageouterloopandcurrentinnerlooprespectively．Andthedecouplingcontrolandbidirectionalpowerflowarerealizedintheinverter．Throughtheanalysisofexperimentalresults，theoutputcurrentcanbettertrackthedvoltagetimelyandtheoutputcurrentwaveformconfonTlstotherequirements．Sothefeasibilityofthismethodisprov

6、ed．Thiscontrolstrategywhichappliedinsmallwindpowergenerationsystemcangreatlyimprovetheutilizationrateofwindenergy．Andimprovetheuseefficiencyoflowwindspeed，onthepromotionofsmallwindpowergenerationsystem，makefulluseofrenewablecleanenergyhasimportantpracticalsignificance·Keywords：windpowergener

7、ation；grid-connectedinverter；utilization中的变换电路采用带Boost变换器的两级式电压1引言型并网用逆变器⋯目前，小型风力并网发电以更经济、方便、实小型风力发电系统应用的核心是并网用逆用的特点成为新能源发电中的一个重要方向。由变器。随着新型电力电子器件的不断涌现．以及于风速的大范围波动性．风力发电机的输出电现代控制理论的发展．各种针对单相并网用逆变压、频率和能量也随之大范围波动，为了充分利器的控制策略与方案相继被提出[21目前常用的用风能并考虑变换电路