基于DSP控制的双PWM风电并网换流器的设计

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。