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直驱型风力发电系统以其无齿轮箱、机械磨损小、整机效率高，运行维护成本低等优点而广受重视。但是该方案需要全功率并网逆变器，而在当前的技术条件下，尚无法生产容量足够大的开关器件。如何利用现有开关器件，研究新的逆变器拓扑，提高容量等级，满足工业应用的需求，成为一个研究热点。
本文首先回顾了几种提高逆变器功率的典型拓扑，并对其优缺点和适用场合进行了阐述分析，最终结合直驱型风力发电系统的具体拓扑，提出了采用多重化(Multiple Structure Inverter，MSI)方案来提高并网逆变器功率等级。分析了MSI的结构特点，并建立了MSI的数学模型，验证了MSI在提高功率等级的同时，兼有良好的自动均流能力和环流抑制能力。
基于伏秒平衡原理，提出了一种活动面积矢量(Active Area Vector，AAV)脉冲分析方法，揭示了正弦波调制(Sinuous Pulse Width Modulation，SPWM)和空间矢量调制(Space Vector Modulation，SVM)之间的本质联系，并针对最小开关损耗的SVM方式提出了简化方法。将载波相移(Carrier Phase Shift，CPS)与SVM简化方法相结合，提出了载波相移SVM调制方法，涵盖了CPS和SVM的优点。同时建立了一种DSP双采样工作方式，并与之前的调制方法相结合，提出了适合MSI的调制方法，即双采样载波相移SVM调制方法。
基于MATLAB7.1/SIMULINK建立了基于MSI并网逆变器的直驱型风力发电系统仿真模型，对其中的整流、逆变环节进行了全面仿真，验证了本文提出的AAV分析方法、载波相移SVM调制方法以及并网电流控制方法的正确性、有效性，验证了MSI应用于整个系统的可行性。
建立了MSI实验平台，包括主电路、控制电路和外围电路等，编写了相应的下位机DSP控制程序，实现了本文提出的MSI调制、控制方法。采用Microsoft VC++6.0编写了相应的上位机软件监控软件，通过RS232串口通信完成了对MSI实验系统的远程监控，实现了系统的并网运行和有功、无功功率解耦调节。