弱电网条件下风机并网变换器稳定性分析研究开题报告

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）

[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.