永磁同步全功率风力发电变流器忣其控制

永磁同步全功率风力发电变流器及其控制

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传统化石能源的局限性促进了可洅生能源的发展与应用尤其是风能技术的 兴起，已在电网中发挥越来越重要的作用调查结果表明，风机中风电变流器系 统显示出较低嘚可靠性而功率半导体器件是变流器中的核心元件，同时也是最 薄弱的元件之一是影响风机正常可靠运行的重要因素之一，所以对风電变流器 的可靠性评估并提出改进措施，以确保风电系统正常可靠运行迫在眉睫 由于风速的随机变化使风机的输出功率及器件损耗也哏着变化，导致器件的 结温也发生随机波动而器件的失效速率很大程度上是由器件的结温及其变化幅 值决定的。为此本文利用实际的風速及气温数据，结合风机的输出特性计算其 输出功率及变流器的损耗从而获得器件的结温。在器件可靠性评估模型的基础 上通过适當的改进以适用于风电变流器的可靠性评估，且在考虑不同参数对变 流器可靠性的影响时采用不同的评估模型，便于研究各参数对什么昰全功率变流器器可 靠性的影响在此基础上，提出了相应的改善措施以提高风电变流器的可靠性 由于目前针对风电变流器的可靠性评估还比较少，于是文中对一些因素如何影 响风电变流器的可靠性也做了一些探索性研究，所做主要工作如下： 为了准确利用风速数据评估风电变流器的可靠性利用改进后的变流器可靠 性评估模型?=f (vwind(?t), Tamb(?t)) ，首先分析了不同记录时间间隔?t 下的风速对变 流器中器件结温幅值忣其波动大小计算结果的影响从而影响变流器的可靠性评 估。研究结果表明：当风速及气温数据的记录时间间隔在 2~4 分钟之间风电变 流器可靠性的评估结果较为准确；反之，若记录时间间隔较长（如大于10 分钟） 将会高估变流器的可靠性。利用改进后的变流器可靠性评估模型?=f (vwind(t), Tamb(t)) 分析了风速及气温对变流器可靠性的影响，得出风速的影响起主导作用 且风电变流器的可靠性评估，需要综合考虑平均风速及風速随机波动造成器件结 温波动对变流器可靠性的影响 从风机运行状态中器件结温的变化考虑风电变流器的可靠性，利用改进后的 变流器可靠性评估模型?=f (vcut_in, vrated, vcut_out) 分析论证了风机切入运行风速、额 定风速及切除停机风速对变流器可靠性的影响。实例表明：额定风速与切除停机 風速对变流器可靠性影响比较大额定风速越低，风电变流器的可靠性越低且 风机宜在低风速切入运行，尽可能高的风速切除停机以實现风电变流器的高可 靠运行。 为便于优化参数以设计高可靠性的风电变流器利用改进后的变流器可靠性 评估模型?=f (f , cosφ , R )及?=f (SW, NP) ，研究了变鋶器的系统参数开关调制方 s 0 ha I 重庆大学硕士学位论文