基于改進型Quasi-Z源逆變器的永磁風電并網(wǎng)控制研究

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

摘要：隨著可再生能源的快速發(fā)展，永磁風力發(fā)電系統(tǒng)成為了清潔能源領域的重要組成部分。然而，永磁風力發(fā)電系統(tǒng)的功率波動性和并網(wǎng)控制問題成為了瓶頸，限制了其進一步推廣應用。為解決這一問題，本文提出了一種基于改進型Quasi-Z源逆變器的永磁風電并網(wǎng)控制方法。通過對改進型Quasi-Z源逆變器的結構和工作原理進行分析，設計了一種適用于永磁風力發(fā)電系統(tǒng)的改進型拓撲結構。

1.引言

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

2.永磁風力發(fā)電系統(tǒng)的并網(wǎng)控制

永磁風力發(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方面。功率控制是實現(xiàn)風力機在不同風速下的最大功率跟蹤，電壓控制是實現(xiàn)風力機與電網(wǎng)之間的有功電壓同步，電流控制則是保證風力機與電網(wǎng)之間的無功功率交換。傳統(tǒng)的永磁風力發(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)調整困難、系統(tǒng)穩(wěn)定性差等問題。

3.改進型Quasi-Z源逆變器的結構與工作原理

Quasi-Z源逆變器是一種新型的逆變器拓撲結構，具有電壓增益和可調諧特性。改進型Quasi-Z源逆變器在傳統(tǒng)的Quasi-Z源逆變器的基礎上進行了改進，采用了二次開關電路，使得系統(tǒng)可以實現(xiàn)更高的電壓增益。

由于其結構的改進，改進型Quasi-Z源逆變器在永磁風力發(fā)電系統(tǒng)中具有較好的適用性。在該拓撲結構中，輸入側電感可以起到濾波器功能，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性；輸出側的開關電路可以通過調整拓撲結構中的開關狀態(tài)來改變輸出電壓，實現(xiàn)與電網(wǎng)的適配。

4.基于改進型Quasi-Z源逆變器的永磁風電并網(wǎng)控制

在改進型Quasi-Z源逆變器的基礎上，本文提出了一種基于改進型Quasi-Z源逆變器的永磁風電并網(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方面。

通過對風速信號的測量和處理，系統(tǒng)可以實時獲得當前風力機的風速信息，并根據(jù)預先設定的功率曲線進行功率控制。同時，通過對電網(wǎng)電壓的監(jiān)測和調節(jié)，系統(tǒng)可以保持與電網(wǎng)的電壓同步。最后，通過控制開關電路的狀態(tài)，系統(tǒng)可以實現(xiàn)與電網(wǎng)的無功功率交換。

5.結果與討論

通過仿真實驗，我們驗證了基于改進型Quasi-Z源逆變器的永磁風電并網(wǎng)控制方法的有效性。仿真結果表明，改進型Quasi-Z源逆變器對永磁風力發(fā)電系統(tǒng)具有較好的適應性，可以實現(xiàn)穩(wěn)定的并網(wǎng)控制，并減小系統(tǒng)的功率波動性。

6.結論

本文基于改進型Quasi-Z源逆變器的永磁風電并網(wǎng)控制方法在永磁風力發(fā)電系統(tǒng)中具有一定的應用價值。該方法能夠有效解決永磁風力發(fā)電系統(tǒng)的功率波動性和并網(wǎng)控制問題，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。然而，尚需進一步進行實驗驗證，優(yōu)化算法和控制策略，以推動該方法在實際應用中的推廣和應用通過本文提出的基于改進型Quasi-Z源逆變器的永磁風電并網(wǎng)控制方法的仿真實驗，驗證了該方法的有效性。仿真結果表明，該方法可以實現(xiàn)穩(wěn)定的并網(wǎng)控制，并減小系統(tǒng)的功率波動性。該方法能夠解決永磁風力發(fā)電系統(tǒng)的功率波動性和并網(wǎng)控制問題，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可