【摘 要】
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能源危机使可再生能源的开发应用得到迅速发展。风能作为一种清洁无污染的新能源,受到各国的重视。在有低电压而风速较低的地区,小功率风机并网发电可以扩大可利用的风力资源
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能源危机使可再生能源的开发应用得到迅速发展。风能作为一种清洁无污染的新能源,受到各国的重视。在有低电压而风速较低的地区,小功率风机并网发电可以扩大可利用的风力资源,降低了系统成本。目前小功率型并网风力发电系统还存在许多问题:变换器工作硬开关状态,导致开关损耗增大,限制了系统效率的提高;当风速快速变化时,传统的最大功率点跟踪(MPPT)控制算法无法做到快速跟踪,降低了跟踪效率;并网变流器控制存在动态响应慢、并网质量不高等问题。本文研究了小功率并网风力发电系统,分析比较传统并网变流器的优缺点。针对传统变流器工作在硬开关状态,存在开关损耗大的问题,采用新型Boost软开关变换器,降低了损耗,提高了效率,并将软开关电路作为MPPT控制器的主电路。基于最大功率跟踪过程的快速性和稳定性,设计了一种基于自适应占空比控制算法,跟踪步长跟随风速实时变化,风速变化较快或较慢时,能实现很好的跟踪效果,提高了系统的跟踪速度和稳态响应。软开关技术和MPPT控制相结合提高了变流器的效率。在分析比较传统的并网控制策略的优缺点的基础上,设计了双闭环控制策略,外环稳定直流母线电压,内环实现对电流的跟踪,内环采用了优化滑模控制策略,提高了系统的动态响应和并网质量。最后基于TMS320F2812对系统的软硬件进行了设计,并对系统进行了仿真和部分实验,给出了仿真和实验结果。
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