本文關鍵詞：雙饋風力發(fā)電系統(tǒng)電磁兼容設計

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【摘要】：隨著新能源技術的快速發(fā)展,風電比重的大幅增長,對風力發(fā)電系統(tǒng)電磁干擾研究的重要性越來越顯著。本文針對雙饋風力發(fā)電變流器的電磁干擾問題,以提高整個風力發(fā)電系統(tǒng)的電磁兼容性為目的,分別對系統(tǒng)的干擾源、并網(wǎng)LCL濾波、機側濾波、濾波磁環(huán)進行研究。主要做了以下四個方面的工作。(1)分類研究雙饋風力發(fā)電變流器電磁干擾的干擾源問題。通過分析PWM波的數(shù)學模型,定義出調制技術產(chǎn)生的干擾源;通過分析IGBT開通和關斷暫態(tài)過程,定義出IGBT主導干擾源;通過分析單相全橋逆變器中各個IGBT動作順序,定義出主電路寄生參數(shù)干擾源。(2)設計雙饋風力發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)LCL濾波器。以SVPWM調制為例計算得出3.6MW并網(wǎng)逆變系統(tǒng)的LCL濾波器參數(shù),通過仿真認證LCL濾波可以滿足想要的并網(wǎng)電能質量。(3)設計雙饋風力發(fā)電系統(tǒng)機側濾波器。分別進行電機端并聯(lián)RC阻抗網(wǎng)絡設計和變流器端du/dt濾波器設計。將兩種濾波統(tǒng)一起來,形成完整的機側過電壓抑制設計,并證明其可行性和優(yōu)越性。(4)設計雙饋風力發(fā)電系統(tǒng)濾波磁環(huán)。通過背靠背變流器電磁干擾的流通路徑總結了共模磁環(huán)、差模磁環(huán)安裝位置的選取情況。總結磁環(huán)設計方案并實驗驗證共模抑制磁環(huán)在系統(tǒng)中的作用。以上環(huán)節(jié)組成了雙饋風力發(fā)電系統(tǒng)完整的電磁兼容設計,提升了系統(tǒng)的抗干擾能力,具備優(yōu)秀的工程實用價值。
【關鍵詞】：風力發(fā)電 變流器 電磁干擾 電磁兼容 濾波
【學位授予單位】：上海電機學院
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TM614
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第一章 緒論11-18
• 1.1 電磁兼容的研究意義11-12
• 1.1.1 電磁干擾與電磁兼容基本概念11-12
• 1.1.2 電磁干擾的危害12
• 1.2 風力發(fā)電變流器引入的電磁干擾問題12-15
• 1.2.1 雙饋異步風力發(fā)電系統(tǒng)變流器基本理論12-14
• 1.2.2 形成電磁干擾的基本因素14
• 1.2.3 共模干擾和差模干擾14-15
• 1.3 電磁兼容技術國內外研究現(xiàn)狀15-16
• 1.3.1 電磁干擾特性研究現(xiàn)狀15-16
• 1.3.2 電磁干擾抑制技術16
• 1.4 論文主要研究內容16-18
• 第二章 雙饋風力發(fā)電系統(tǒng)干擾源分析18-28
• 2.1 PWM調制干擾源分析18-20
• 2.2 IGBT主導干擾源分析20-23
• 2.2.1 開通暫態(tài)過程21-22
• 2.2.2 關斷暫態(tài)過程22-23
• 2.3 主電路寄生參數(shù)干擾源分析23-25
• 2.3.1 主電路寄生參數(shù)du/dt干擾源分析24-25
• 2.3.2 主電路寄生參數(shù)di/dt干擾源分析25
• 2.4 干擾帶來的危害25-27
• 2.4.1 網(wǎng)側危害25-26
• 2.4.2 機側危害26-27
• 2.5 本章小結27-28
• 第三章 雙饋風力發(fā)電系統(tǒng)網(wǎng)側LCL濾波設計28-39
• 3.1 LCL濾波原理28-31
• 3.2 LCL濾波器參數(shù)設計31-36
• 3.2.1 LCL參數(shù)設計約束條件31-32
• 3.2.2 LCL濾波器逆變側電感L_132-35
• 3.2.3 LCL濾波電容C35-36
• 3.2.4 LCL濾波網(wǎng)側電感L_236
• 3.3 LCL濾波參數(shù)計算與仿真36-38
• 3.4 本章小結38-39
• 第四章 雙饋風力發(fā)電系統(tǒng)機側濾波設計39-56
• 4.1 雙饋電機絕緣失效39-41
• 4.1.1 絕緣失效的影響因素39-40
• 4.1.2 絕緣失效安全評估40-41
• 4.2 長線傳輸?shù)睦碚摲治?/span>41-46
• 4.2.1 電機端過電壓分析41-45
• 4.2.2 上升時間對過電壓的影響45-46
• 4.3 電機端過電壓抑制設計46-55
• 4.3.1 電機端阻抗網(wǎng)絡設計46-51
• 4.3.2 變流器端du/dt抑制設計51-55
• 4.4 本章小結55-56
• 第五章 雙饋風力發(fā)電系統(tǒng)濾波磁環(huán)設計56-64
• 5.1 共模干擾問題56-57
• 5.2 濾波磁環(huán)57-59
• 5.2.1 磁環(huán)的作用機理57
• 5.2.2 磁環(huán)的重要參數(shù)57-59
• 5.3 磁環(huán)的作用因素分析59-61
• 5.3.1 磁環(huán)材料的區(qū)別和選擇59-60
• 5.3.2 磁環(huán)數(shù)目和匝數(shù)60
• 5.3.3 磁環(huán)的位置60-61
• 5.4 共模電流抑制實驗61-63
• 5.5 本章小結63-64
• 第六章 結束語64-66
• 6.1 主要工作64-65
• 6.2 后續(xù)研究工作65-66
• 參考文獻66-70
• 致謝70-71
• 攻讀碩士學位期間取得的研究成果71

【參考文獻】

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