直驱风电系统并联Boost PFC控制研究

"本文主要探讨了直驱型风电系统中并联Boost PFC变换器的分析与设计，针对传统三相不控整流桥与电压源逆变器并网发电时产生的低频谐波问题，提出了采用两组Boost电路并联且结合单周期控制策略的解决方案。该方案旨在提高功率因数、减少谐波含量和增强系统功率容量。" 在直驱型风力发电系统中，永磁同步发电机(PMSG)直接与三相不控整流桥连接，再通过电压源电流控制型逆变器并网。然而，这种结构会导致永磁同步发电机输出的电能中包含大量的低频谐波，这不仅增加了系统的损耗，也限制了功率容量。为了解决这一问题，文中提出了一种创新的电路设计方案，即并联两组Boost升压电路，并应用单周期控制技术。 Boost变换器是一种升压型DC-DC变换器，通常用于提升直流电压。在直驱型风电系统中，当风速较低时，Boost电路可以提升整流后的电压，使得发电机能在更宽的风速范围内保持有效的能量传输。同时，Boost电路还能改善发电机输出电流的波形，减少谐波，提高功率因数。 然而，随着系统功率的增大，单个Boost电路的元件（如功率开关、升压二极管和电感）将承受更高的应力，可能导致效率下降和可靠性问题。为解决这一挑战，论文提出将两组Boost电路并联，通过单周期控制技术来协调它们的工作，这样可以在不增加单个元件应力的前提下，实现更高效的能量转换和更好的谐波抑制。 单周期控制是一种实时控制策略，它根据每个开关周期内的电压和电流信息来调整开关器件的状态，以达到期望的系统性能。在并联Boost电路中应用单周期控制，能够精确地控制每个Boost单元的输出，有效地实现功率因数校正和电流谐波的降低。 通过仿真验证，该并联Boost PFC变换器与单周期控制方案能够有效提高直驱型风电系统的整体性能，包括功率因数的校正、发电机电流谐波含量的减小以及系统功率容量的提升。这表明该方案具有很高的可行性和实用性，为直驱型风力发电系统的设计提供了新的思路。 这篇论文深入研究了电源技术在直驱型风电系统中的应用，特别是并联Boost PFC变换器与单周期控制策略如何协同工作以优化系统性能，为风能的高效利用提供了理论支持和技术参考。