基于改進(jìn)型Quasi-Z源逆變器的永磁風(fēng)電并網(wǎng)控制研究

基于改進(jìn)型Quasi-Z源逆變器的永磁風(fēng)電并網(wǎng)控制研究基于改進(jìn)型Quasi-Z源逆變器的永磁風(fēng)電并網(wǎng)控制研究

摘要：隨著可再生能源的快速發(fā)展，永磁風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)成為了清潔能源領(lǐng)域的重要組成部分。然而，永磁風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的功率波動(dòng)性和并網(wǎng)控制問題成為了瓶頸，限制了其進(jìn)一步推廣應(yīng)用。為解決這一問題，本文提出了一種基于改進(jìn)型Quasi-Z源逆變器的永磁風(fēng)電并網(wǎng)控制方法。通過對(duì)改進(jìn)型Quasi-Z源逆變器的結(jié)構(gòu)和工作原理進(jìn)行分析，設(shè)計(jì)了一種適用于永磁風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的改進(jìn)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。

1.引言

永磁風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)由于其高效性和環(huán)保性，在可再生能源領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。然而，由于風(fēng)力資源的不穩(wěn)定性和風(fēng)力機(jī)的非線性特性，永磁風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的功率輸出存在較大的波動(dòng)性，且系統(tǒng)對(duì)電網(wǎng)的穩(wěn)定性要求較高。因此，如何實(shí)現(xiàn)永磁風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的穩(wěn)定并網(wǎng)成為了目前研究的重點(diǎn)。

2.永磁風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的并網(wǎng)控制

永磁風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的并網(wǎng)控制主要包括了功率控制、電壓控制和電流控制三個(gè)方面。功率控制是實(shí)現(xiàn)風(fēng)力機(jī)在不同風(fēng)速下的最大功率跟蹤，電壓控制是實(shí)現(xiàn)風(fēng)力機(jī)與電網(wǎng)之間的有功電壓同步，電流控制則是保證風(fēng)力機(jī)與電網(wǎng)之間的無功功率交換。傳統(tǒng)的永磁風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)控制方案多采用LCL濾波器和PWM整流控制策略，但這種方案存在著濾波器參數(shù)調(diào)整困難、系統(tǒng)穩(wěn)定性差等問題。

3.改進(jìn)型Quasi-Z源逆變器的結(jié)構(gòu)與工作原理

Quasi-Z源逆變器是一種新型的逆變器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，具有電壓增益和可調(diào)諧特性。改進(jìn)型Quasi-Z源逆變器在傳統(tǒng)的Quasi-Z源逆變器的基礎(chǔ)上進(jìn)行了改進(jìn)，采用了二次開關(guān)電路，使得系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)更高的電壓增益。

由于其結(jié)構(gòu)的改進(jìn)，改進(jìn)型Quasi-Z源逆變器在永磁風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中具有較好的適用性。在該拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中，輸入側(cè)電感可以起到濾波器功能，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性；輸出側(cè)的開關(guān)電路可以通過調(diào)整拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中的開關(guān)狀態(tài)來改變輸出電壓，實(shí)現(xiàn)與電網(wǎng)的適配。

4.基于改進(jìn)型Quasi-Z源逆變器的永磁風(fēng)電并網(wǎng)控制

在改進(jìn)型Quasi-Z源逆變器的基礎(chǔ)上，本文提出了一種基于改進(jìn)型Quasi-Z源逆變器的永磁風(fēng)電并網(wǎng)控制方法。該方法主要包括了功率控制、電壓控制和電流控制三個(gè)方面。

通過對(duì)風(fēng)速信號(hào)的測(cè)量和處理，系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)獲得當(dāng)前風(fēng)力機(jī)的風(fēng)速信息，并根據(jù)預(yù)先設(shè)定的功率曲線進(jìn)行功率控制。同時(shí)，通過對(duì)電網(wǎng)電壓的監(jiān)測(cè)和調(diào)節(jié)，系統(tǒng)可以保持與電網(wǎng)的電壓同步。最后，通過控制開關(guān)電路的狀態(tài)，系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)與電網(wǎng)的無功功率交換。

5.結(jié)果與討論

通過仿真實(shí)驗(yàn)，我們驗(yàn)證了基于改進(jìn)型Quasi-Z源逆變器的永磁風(fēng)電并網(wǎng)控制方法的有效性。仿真結(jié)果表明，改進(jìn)型Quasi-Z源逆變器對(duì)永磁風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)具有較好的適應(yīng)性，可以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的并網(wǎng)控制，并減小系統(tǒng)的功率波動(dòng)性。

6.結(jié)論

本文基于改進(jìn)型Quasi-Z源逆變器的永磁風(fēng)電并網(wǎng)控制方法在永磁風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中具有一定的應(yīng)用價(jià)值。該方法能夠有效解決永磁風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的功率波動(dòng)性和并網(wǎng)控制問題，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。然而，尚需進(jìn)一步進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，優(yōu)化算法和控制策略，以推動(dòng)該方法在實(shí)際應(yīng)用中的推廣和應(yīng)用通過本文提出的基于改進(jìn)型Quasi-Z源逆變器的永磁風(fēng)電并網(wǎng)控制方法的仿真實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了該方法的有效性。仿真結(jié)果表明，該方法可以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的并網(wǎng)控制，并減小系統(tǒng)的功率波動(dòng)性。該方法能夠解決永磁風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的功率波動(dòng)性和并網(wǎng)控制問題，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可