变速恒频直驱型风电系统变流器拓扑结构研究

【摘要】：直接驱动型变速恒频风力发电是一种新型的发电技术,它具有无齿轮箱、机械磨损小、整机效率高、运行维护成本低等优点,在风力发电领域中有着很好的应用前景。该系统需要采用全功率变流器,对应的大功率变流器单元可以有不同的拓扑结构,根据每种电路拓扑的特点,整个系统的控制方法都会相应地发生变化。载波相移正弦脉宽调制技术(Carrier Phase Shifted Sinuous Pulse Width Modulation,CPS-SPWM)可以在较低的开关频率下有效地抑制和消除低次谐波,并具有相当大的传输带宽,是一种适于大功率电力电子装置的较佳的开关调制策略。文章首先对直驱型变速恒频风力发电系统基本拓扑结构进行了对比分析,着重介绍了用CPS-SPWM调制方法控制的五电平级联变流器,及其在直驱型风力发电中的应用。直接驱动型风力发电系统几种大功率变流器拓扑结构对比分析,比较了各种拓扑结构的优缺点、技术难点,以及实际应用中存在的问题,并对大功率变流器在风力发电系统应用中的可行性进行了相关分析与探讨,为直驱风力发电系统拓扑结构的选型提供了参考基础。 【作者单位】： 中国科学院电工研究所;
【关键词】： 风力发电 变速恒频 直接驱动 大功率 变流器
【基金】：中国博士后基金(20060390092)
【分类号】：TM46
【正文快照】： 1概述直接驱动式变速恒频系统中,风轮与永磁同步发电机直接连接,无需升速齿轮箱。首先将风能转化为频率、幅值均变化的三相交流电,经过整流之后变为直流,然后通过逆变器变换为恒幅恒频的三相交流电并入电网。通过中间电力电子变流器环节,对系统有功功率和无功功率进行控制,实

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