1. 研究目的与意义(文献综述)
风力发电是目前为止最为成熟,经济的可再生能源发电技术。据理论计算全球大气中风能总的能量是1017kw,而且是可再生的,估计大约有3.5*1012kw的蕴藏风能可以被开发利用,这个价值至少比世界上可利用的水能大10倍。而且风取之不尽,用之不竭,不存在资源衰竭问题;同时在风能的转换过程中,基本不消耗化石能源,因而不会对环境构成严重威胁。
风力发电系统是将风能转换为电能供给负载的装置,一般由风力机、发电机和变流器等组成。其中,根据输出电能是否并联输送至电网,可将其分为独立风力发电系统和并网风力发电系统两类。与独立发电系统相比,并网运行的风力发电系统可将产生的电能全部输送至电网,以使风机始终运行于最大功率点处,可提高风能的利用率;其次,并网发电不再需要蓄电池作为中间储能环节,从而降低了蓄电池充放电过程中造成的能量损失,减小了蓄电池带来的运行与维护费用,也避免了处理废旧蓄电池引起的环境污染。
然而由于风能具有不稳定性和随机性,通常其发出的电能也都是不稳定的,因此需要进行一定的电能变换才可以进入电网。第一是整流变换,将三相交流电经过整流器变换为直流电再做后续处理。第二是逆变环节,通过并网逆变器将处理过的直流电变换为三相交流电,再输入给电网或者直接供给负载。
2. 研究的基本内容与方案
一、基本内容
1.理解风机并网变换器并网系统的原理:风机并网变换器包含三个部分。研究基于控制矢量脉宽调制的并网逆变系统;研究基于锁相环技术的电网同步信号的检测方法;理解风机并网变换器控制策略,包括“间接电流控制”和“直接电流控制”两种。
2.完成风机并网变换器控制系统的设计:推导电气控制中常用的坐标变换公式,研究三相两电平电压型逆变器的空间矢量脉宽调制逆变控制方法,详细分析svpwm逆变控制原理;详细分析锁相控制结构的实现和控制参数的整定方法,同时对锁相环的锁相误差进行讨论;对两电平电压源型并网变换器的拓扑结构进行数学分析,建立并网变换器适用于仿真的同步旋转数学模型,针对三相并网变换器的控制,研究基于电网电压矢量定向的直接电流解耦控制结构,并进一步分析并网控制系统中双闭环结构的参数设计。
3. 研究计划与安排
第1~3周 查阅文献;分析题目研究现状,学习基本理论;
第4周 阅读文献、撰写开题报告,英文文献翻译;
第5周 学习了风机并网变换器系统的原理;
4. 参考文献(12篇以上)
[1] 袁小明.大规模风电并网问题基本框架[j]. 电力科学与技术学报, 2012, 27(1): 16-18.[2] 王晓刚.小型并网风力发电系统的建模与仿真研究[d].合肥:合肥工业大学,2009.
[3] 白真贵.分布式发电并网逆变器设计及相关控制方法研究[d]. 浙江:浙江大学,2010.
[4]蒋大鹏.分布式发电系统中并网逆变器的研究[d]. 浙江:浙江大学,2006.
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