基于DSP控制的雙PWM風電并網換流器的設計
3 仿真
3.1 仿真設計
本系統使用Matlab中的Simulink進行仿真。圖9為三相PWM交-直-交變流系統設計原理結構圖。系統輸入端采用SPWM整流;中間環節采用電容濾波,輸出直流電;然后經SPWM逆變并采用無源濾波器濾波,得到標準的三相交流電源。本文引用地址:http://www.cqxgywz.com/article/148085.htm

圖10為系統仿真結構圖。其中整流和逆變SPWM模塊均采用Simulink工具箱中的通用橋模塊,整流PWM模塊采取內調制波生成,載波為1kHz三角波,輸出電壓頻率設定為1kHz。逆變PWM模塊也采取內調制波生成,載波頻率設定為2kHz,輸出電壓頻率設定為50Hz。前級調制幅值設定為0,后級調制比為0.9。負載采用0~50kW三相并聯RLC。

3.2 仿真結果
圖11~圖15的波形是在空載時應用上述變流控制系統仿真后得到的仿真結果。
圖11所示是輸入的電壓電流波形,可以看到電壓符合給定的要求,即三相正弦波電壓,幅值為250V,頻率為30Hz。

圖12所示是PWM整流器整流后經大電容器C濾波后得到的直流電壓波形,直流電壓大小為350V左右。當電容器電容值選取恰當時,輸出直流電壓跟蹤輸入交流電壓變化速度非常快,波形幾乎呈一條水平直線。在這里,電容大小的選擇是個關鍵,經反復調整和仿真運行,根據輸出電壓波形選擇電容器電容大小為1.7F。

圖13所示為換流器輸出電壓波形,從波形上看是非常理想的。

圖14所示是三相輸出電壓波形畸變率。換流器輸出電壓主要受其輸入的直流電壓幅值和波形影響,如果整流電壓波形不平滑,振幅波動較大,則換流器的輸出波形便不是矩形波。換流器波形越接近矩形波,則經過三相無源濾波器濾波后,換流器輸出波形才越接近正弦波。

圖15所示是輸出端的三相電壓和三相電流波形。其中,相電壓大小為220V,頻率為50Hz,從波形上看是非常理想的。

4 總結
理論分析和實驗結果表明:由于采用了整流和逆變部分的雙PWM拓撲結構,大大提高了系統的動態響應,減少了損耗和系統沖擊,實現了電能的雙向傳輸,同時還能提高風力發電機側功率因數。
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