基于DSP控制的双PWM风电并网换流器的设计
3 仿真
3.1 仿真设计
本系统使用Matlab中的Simulink进行仿真。图9为三相PWM交-直-交变流系统设计原理结构图。系统输入端采用SPWM整流;中间环节采用电容滤波,输出直流电;然后经SPWM逆变并采用无源滤波器滤波,得到标准的三相交流电源。本文引用地址://m.amcfsurvey.com/article/148085.htm
图10为系统仿真结构图。其中整流和逆变SPWM模块均采用Simulink工具箱中的通用桥模块,整流PWM模块采取内调制波生成,载波为1kHz三角波,输出电压频率设定为1kHz。逆变PWM模块也采取内调制波生成,载波频率设定为2kHz,输出电压频率设定为50Hz。前级调制幅值设定为0,后级调制比为0.9。负载采用0~50kW三相并联RLC。
3.2 仿真结果
图11~图15的波形是在空载时应用上述变流控制系统仿真后得到的仿真结果。
图11所示是输入的电压电流波形,可以看到电压符合给定的要求,即三相正弦波电压,幅值为250V,频率为30Hz。
图12所示是PWM整流器整流后经大电容器C滤波后得到的直流电压波形,直流电压大小为350V左右。当电容器电容值选取恰当时,输出直流电压跟踪输入交流电压变化速度非常快,波形几乎呈一条水平直线。在这里,电容大小的选择是个关键,经反复调整和仿真运行,根据输出电压波形选择电容器电容大小为1.7F。
图13所示为换流器输出电压波形,从波形上看是非常理想的。
图14所示是三相输出电压波形畸变率。换流器输出电压主要受其输入的直流电压幅值和波形影响,如果整流电压波形不平滑,振幅波动较大,则换流器的输出波形便不是矩形波。换流器波形越接近矩形波,则经过三相无源滤波器滤波后,换流器输出波形才越接近正弦波。
图15所示是输出端的三相电压和三相电流波形。其中,相电压大小为220V,频率为50Hz,从波形上看是非常理想的。
4 总结
理论分析和实验结果表明:由于采用了整流和逆变部分的双PWM拓扑结构,大大提高了系统的动态响应,减少了损耗和系统冲击,实现了电能的双向传输,同时还能提高风力发电机侧功率因数。
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