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近20年来风电技术有了巨大的进步,风电开发在各种能源中增速最快,边远地区小型风力发电的研究和推广得到了长足发展。本文提出的基于直流输电的小型风力发电系统采用异步发电机降低成本,采用电力电子设备升压实现了脱离传统变压器来提升电压等级,从而让整个系统更加轻型化。
本文鉴于齿轮箱给异步发电机的推广带来的阻碍,首先研究了风力发电用异步发电机的运行原理,确定了低频笼型异步发电机的设计特点,结合异步电机的设计准则,设计出了一款中等功率的低频笼型异步发电机,并进行了有效计算验证;然后研究了轻型直流输电的原理及直流输电的拓扑,对文中所需要的直流输电网络进行规划,给出了采用低频笼型异步发电机和电力电子设备组合而成的一个改进型的小型系统示意图,并从系统设计宗旨出发分别对整流、升压和逆变三部分进行理论研究,着重升压电路进行改进,亦对网络的其他必需设备进行了阐述,也强调了系统需要完整性;最后对本系统各组成部分的控制策略进行研究,利用基于电压空间矢量控制(SVPWM)和载波型SPWM控制的策略,分别用MATLAB/SIMUL[NK仿真软件搭建了合理的仿真模型,从软件上实现了三相整流、斩波升压以及六脉动逆变功能。