大功率風(fēng)力發(fā)電機組并網(wǎng)發(fā)電是高效大規(guī)模利用風(fēng)能最經(jīng)濟的方式，己成為當(dāng)今世界風(fēng)能利用的主要形式。但是，現(xiàn)存的大功率并網(wǎng)型風(fēng)力發(fā)電機組大多采用包含提速齒輪箱的定速恒頻的運行方式，存在運行效率低、噪音和機械損耗大等缺點。因此，能夠在額定風(fēng)速下跟蹤風(fēng)能最大功率點的大功率直驅(qū)并網(wǎng)型低速永磁同步發(fā)電機組正成為風(fēng)力發(fā)電技術(shù)研究的熱點之一。本文對其中的大功率變流電路的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及其最優(yōu)控制策略進行了研究。

　　本文首先對并網(wǎng)型風(fēng)力發(fā)電機組的工作原理、組成和分類進行了介紹。接著比較了現(xiàn)存的各類型變速恒頻風(fēng)力發(fā)電機的優(yōu)缺點，進而得出低速永磁同步發(fā)電機直接驅(qū)動型風(fēng)力發(fā)電機的優(yōu)越性。文章在比較此種風(fēng)力發(fā)電機的三種類型變流電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，提出了一種在考慮現(xiàn)有開關(guān)器件功率水平的情況下符合大功率直驅(qū)并網(wǎng)型風(fēng)力發(fā)電機要求的變流電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，即采用 “六相不控整流+兩個并聯(lián)的升壓斬波+兩個并聯(lián)的三相 SPWM逆變”的電路結(jié)構(gòu)，并對其各部分電路的工作原理進行了分析。然后，文章對變流電路中兩個并聯(lián)的升壓斬波電路的控制系統(tǒng)進行了優(yōu)化設(shè)計;對其中兩個并聯(lián)的電壓源型SPWM逆變器可采用的間接電流和直接電流兩種控制方法的原理進行了深入的分析，對其實現(xiàn)給出了詳細(xì)的說明，對其優(yōu)缺點進行了較全面的比較。并且在 PSIM 仿真軟件中分別結(jié)合這兩種控制方法對整個系統(tǒng)進行了貼近實際情況的仿真研究，仿真結(jié)果表明采用直接電流控制方法時比采用間接電流控制方法不論在動態(tài)響應(yīng)、抗干擾能力，還是在抑制并聯(lián)逆變器存在的環(huán)流問題上都有明顯的優(yōu)越性，從而在理論分析和仿真試驗中都得出了直接電流控制方法是本文所提出的變流電路的最佳控制方法。最后，文章對基于直接電流控制方法的變流電路的控制系統(tǒng)的軟硬件實現(xiàn)做了初步的設(shè)計，列出了控制系統(tǒng)硬件原理圖和主要軟件流程圖，可作為今后實際裝置開發(fā)的參考。