论文部分内容阅读
风能作为一种清洁的可再生能源,在缓解能源缺乏和保护环境等方面起到重要的作用,风力发电因此受到广泛关注。风力发电的应用方式包括集中式大型并网风电场和离网型分布式风力发电系统。其中,离网型风力发电特别适合于解决边远地区和分散用户的用电问题。在离网型风力发电系统中,离网型风力发电控制器的主要功能是在保证发电系统稳定运行的基础上提高发电效率并有效地保护发电系统。由于离网型风力发电控制器的性能对发电系统的工作性能有较大影响,因此离网型风力发电控制器的研制已经成为离网型风力发电系统研制的关键技术之一。本文在对现有研究成果进行系统总结的基础上,结合计算机仿真技术,对离网型风力发电控制器的最大功率跟踪算法及离网型逆变控制算法进行研究,并改进现有算法,同时基于DSP TMS320F2812设计了功率等级1KW的试验样机,进行了相关试验。本文主要进行了如下几方面的工作:1、在分析离网型风力发电系统的结构和工作原理的基础上,对风力机的功率输出特性、最大功率跟踪的可行性及其工作原理进行深入研究,对其中的关键技术——最大功率跟踪算法及逆变控制算法的各种实现方案进行对比研究,确定离网型风力发电系统的控制与逆变方案。2、结合现有最大功率跟踪算法在控制过程中出现的优缺点,提出一种改进型的最大功率跟踪算法,利用Matlab/Simulink仿真平台对现有算法及改进型算法进行仿真对比,证明改进型算法的动稳态性能良好,能有效进行最大功率跟踪。3、基于PID逆变控制方案,对离网型逆变电路进行数学建模,并基于极点配置法对PID参数进行计算,利用Matlab/Simulink对基于极点配置的PID逆变控制算法进行了仿真验证。4、基于改进型的最大功率跟踪算法和极点配置的PID逆变控制算法,设计了1KW离网型风力发电控制器的硬件电路及软件系统,研制了试验样机,并进行了相关试验。本文的研究工作为离网型风力发电控制器的工业样机的设计制造提供了大量的设计经验及调试数据,为以后的其产业化打下了基础。本课题来源于广东省绿色能源技术重点实验室,广东省科技计划项目(2010A010200004),广东省教育部产学研结合项目(2009B090300424)。