基于IGBT技术风电变流器Crowbar电路设计.doc

基于IGBT技术风电变流器Crowbar电路设计 Technology of IGBT-based the design of wind power converter Crowbar Circuit 作 者 姓 名 学 位 类 型 硕 士 学 科、专 业 电 气 工 程 研 究 方 向 电力电子及其传动 导 师 及 职 称 2011年月 合 肥 工 业 大 学答辩委员会签名 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得 合肥工业大学 或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。 学位论文作者签名： 签字日期： 年 月 日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解 合肥工业大学 有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权 合肥工业大学 可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。 (必威体育官网网址的学位论文在解密后适用本授权书) 学位论文作者签名： 导师签名： 签字日期： 年 月 日 签字日期： 年 月 日 学位论文作者毕业后去向： 工作单位： 电话： 通讯地址： 邮编： 基于IGBT技术风电变流器Crowbar电路设计 摘要 作为新能源行业的主力军，风力发电近年来发展迅速，装机容量不断增大，预计2020年国内装机容量累计将达到2亿千瓦，占总电力装机的%左右。随着风电装机容量的不断提高，风力发电机组具备“低电压穿越功能”已成为国家电网的强制性要求，变流器作为风电机组的核心部件，必须具备这个功能。由风力发电系统的基本原理可知，在电压跌落过程中，系统会产生大电流和高电压，因此必须在变流器系统中设计保护装置以防止对变流器造成损坏。 本文为以风力发电变流器的保护装置—Crowbar电路作为研究对象，选择IGBT作为Crowbar电路的主开关器件。首先详细的分析了IGBT的工作特性，IGBT驱动及其保护电路的设计。结合国家电网公司关于风电接入电网的规定以及电压跌落时双馈式和直驱式风电系统工作过程和工作方式，分别设计了适合于双馈和直驱的Crowbar电路。并以1.5MW双馈变流器和850KW全功率变流器为例，选择了主要的开关器件，设计了驱动电路及其保护电路。 并对设计结果进行了仿真和实验验证。仿真和实验结果表明，在电压跌落期间，所设计的Crowbar不仅能在电压跌落期间较好的完成对变流器的保护，同时配合变流器系统完成低电压穿越功能。 关键词：风力发电；低电压穿越；变流器；IGBT；Crowbar Technology of IGBT-based the design of wind power converter Crowbar Circuit Abstract As the main force of the new energy industry, wind power has developed rapidly in recent years, increasing installed capacity is expected to reach 200 million kilowatts in 2020, accounting for 8% of installed power. With the increasing installed capacity of wind power, “low voltage ride-through” has become a mandatory requirement for the national grid.Converter must embody this function as the core components of wind turbines. By the basic theory of wind power generation system know