基于Z源逆变器的高速大功率永磁发电机电能变换与并网控制

The high speed power generation system are be more and more applied in industry because of its compact structure, small volume and high efficiency. The Z source inverter have the characteristics of lifting pressure function and allow the inverter bridge arm instantaneous through, it used in high speed power generation system can simplify the structure of the system,easy to control and improve the reliability. This project is based on the high speed power generation system as the research object, reserch the power conversion and grid-control for the high speed power generater that with Z source inveter. The main research of the projects are mathematical modeling and optimal matching for the high speed power generater that with Z source inveter, the multi-objective optimal pulse width modulation strategy to reduce the grid-connected current harmonic and improve the speed of generator, and the grid adaptive control method for the high speed power generater that with Z source inveter when the high-speed generator running in a wide speed range. Through the project research, get the power conversion theory for the high speed power generation system based Z source inverter and grid-control strategy, improve the operation reliability of the generating unit, lay a theoretical foundation for the application of Z source inverter in high speed power generation system.

高速发电系统由于结构紧凑、体积小、效率高，越来越受到工业界的重视。Z源逆变器具有电压升降压功能、允许逆变桥臂瞬时直通的特点，将Z源逆变器应用到高速发电系统，可使系统控制灵活、系统结构简化、可靠性提高。本项目以Z源逆变器供电的高速永磁同步发电机为研究对象，研究基于Z源逆变器的高速发电系统的功率变换与并网控制方法，项目的主要研究内容包括：基于Z源逆变器的高速发电系统的数学建模与最优匹配、减少并网电流谐波和改善高速发电机特性的多目标优化脉宽调制策略、宽速比多工况条件下的Z源逆变器高速发电系统的自适应并网控制方法等科学问题，通过项目的研究，获得Z源逆变器高速发电系统功率变换理论与并网控制方法和控制策略，提高机组的运行可靠性，为Z源逆变器在高速发电系统的应用奠定理论基础。

高速发电和电动系统由于结构紧凑、体积小、效率高，越来越受到工业界的重视。Z源逆变器具有电压升降压功能、允许逆变桥臂瞬时直通的特点，将Z源逆变器应用到高速发电系统，可使系统控制灵活、系统结构简化、可靠性提高。本项目以Z源逆变器供电的高速永磁同步发电机为研究对象，研究了基于Z源逆变器的高速发电系统的功率变换与并网控制方法，研究的主要内容有：基于Z源逆变器的高速发电系统的数学建模与最优匹配、减少并网电流谐波和改善高速发电机特性的多目标优化脉宽调制策略、宽速比多工况条件下的Z源逆变器高速发电系统的自适应并网控制方法等科学问题，通过项目的研究，获得了Z源逆变器高速发电系统功率变换理论与并网控制方法和控制策略，提高机组的运行可靠性，为Z源逆变器在高速发电系统的应用奠定理论基础。基于Z 源和PWM逆变器协同并网的高速永磁发电系统的提出，是对现有系统拓扑结构和控制机理的突破，也可为电力电子技术在电机控制和发电领域中的应用起到开拓作用。针对所提出的系统拓扑结构，本项目着重研究了Z 源和PWM逆变器协同作用中相互影响的机制，以及其与电机进行能量交换的内在机理。本项目在抑制电机转矩脉动、提高系统高速运行能力、优化脉宽矢量调制方式、以及提高变流器与电机运行可靠性等诸多要素上进行深入研究，在高速永磁发电系统新型变流拓扑和高性能运行控制的基础理论和关键技术上获得了创新性成果。