1. 研究目的与意义
选题背景:随着社会经济和科学技术的快速发展,风力发电技术日趋成熟。
风力发电凭借自身的可再生性和清洁无污染的特性,具有良好的发展前景。
相较于传统的正弦波脉宽调制(SPWM),基于SVPWM的变速恒频风力发电机具有更多的优势:1、在每个小区间虽有多次开关切换,但每次开关切换只涉及一个器件,开关损耗小。
2. 课题关键问题和重难点
(1)了解有关新能源的系统知识;查阅和研读大量关于风力发电机的组成和工作原理的资料;熟悉并掌握SVPWM技术;学习有关变流器的基本知识和理论基础(2)掌握风力发电系统电机侧变流器组成,分析比较常用变流器的优缺点;分析并比较有关常用整流电路优缺点,选择最合适的整流电路(3)研究并学会设计风力发电机侧变流器的数学模型;掌握脉冲宽度调制的方法(4)了解并学习有关变流器的数学模型的建立,熟练应用Matlab的Simulink功能;通过Matlab建立变流器的仿真模型并进行仿真;(5)对变流器仿真的结果和理论分析进行比较,通过选择更合适的变流器来实现风能利用的最大化;(6)分析实验中存在的问题,提出改进措施。
3. 国内外研究现状(文献综述)
1、SVPWM原理普通的三相全桥是由六个开关器件构成的三个半桥。
这六个开关器件组合起来(同一个桥臂的上下半桥的信号相反)共有8种安全的开关状态. 其中000、111(这里是表示三个上桥臂的开关状态)这两种开关状态在电机驱动中都不会产生有效电流,因此称其为零矢量。
另外6种开关状态分别是六个有效矢量。
4. 研究方案
1、在分析、确定基于SVPWM的风力发电机的主电路的情况下,通过选择不同的发电机侧变流器,计算电路主要元器件的参数,比较不同的变流器选择对发电机输出效率的影响。
2、在建立变流器数学模型的基础上,利用Matlab对整个风力发电系统进行仿真分析和参数优化。
5. 工作计划
第1周查阅和研读大量中英文资料第2周英文资料的翻译和开题报告第3周风力发电系统组成和工作原理;第4周风力发电机侧变流器的拓扑结构第5周常用整流电路优缺点的分析、比较和选择第6周变流器数学模型的建立第7周变流器控制策略的分析第8周空间脉冲宽度调制的分析第9周Simulink的深入学习第10周 仿真模型的建立第11周 仿真实验研究心第12周 仿真结果和理论分析比较第13周系统进一步完善第14周 整理材料,撰写论文第15周 修改论文,论文答辩
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