风能发电并网系统高效控制策略研究

随着全球对可持续能源的需求日益增长，风能发电作为清洁、可再生的能源来源，其并网系统的研究已成为国际能源领域的重要课题。赵薇硕士在大连理工大学的硕士学位论文《风能发电并网系统的研究》中，针对直驱型风力发电系统，探讨了如何有效地将不稳定且间歇性的风能转化为可并入公共电网的交流电。 论文的核心研究内容是设计一个高效的并网控制策略，首先通过三相不可控整流桥将风力发电机产生的交流电转换为直流，然后利用DC-DC变换器提升直流电压。接着，关键环节是全桥逆变器的设计，通过数字信号处理器(DSP)如TM320LF2407A，配合AT89C52单片机，构建双CPU的全数字控制系统。这种设计采用了电压源输入和电流源输出的控制方式，通过软件锁相环精确捕捉电网电压，实现与电网电压的同步。利用PI控制算法提高系统的响应速度和精度，同时引入电网电压前馈控制以减少外部扰动对系统稳定性的影响。 论文中，作者详尽地进行了理论推导和实际计算，以2kW风力发电系统为例，设计了控制策略，通过实时比较给定幅值的电流信号与逆变器输出的实际电流，调整开关管的工作状态，生成SPWM波形，从而达到与电网电压实时跟踪的目标。SPWM（正弦脉宽调制）技术在此过程中扮演着至关重要的角色，它能够确保风力发电并网系统在电网中的高效并行和稳定运行。 总结来说，赵薇的论文深入研究了风能发电并网系统的关键技术和控制策略，强调了数字化控制手段在提高系统性能和稳定性方面的作用，这对于推动风能发电的商业化应用和电网接纳能力具有重要意义。通过这篇论文，我们可以了解到并网逆变器、锁相环、DSP控制以及SPWM技术在风能发电领域的实际应用和优化方法。