| 致谢 | 第9-10页 |
| 摘要 | 第10-12页 |
| ABSTRACT | 第12-13页 |
| 1 绪论 | 第25-48页 |
| 1.1 选题的背景 | 第25-30页 |
| 1.1.1 国内外风力发电发展现状 | 第25-26页 |
| 1.1.2 当前风力发电的发展趋势 | 第26-28页 |
| 1.1.3 当前风力发电系统主流机型 | 第28-30页 |
| 1.2 选题的意义 | 第30-32页 |
| 1.2.1 海上风电用大功率直驱发电系统的研究意义 | 第31-32页 |
| 1.2.2 永磁直驱中压全功率风电变流器的研究意义 | 第32页 |
| 1.3 选题的研究现状 | 第32-45页 |
| 1.3.1 中压大功率风电变流器的主电路拓扑分析与选择 | 第32-35页 |
| 1.3.2 中压大功率变流器的国内外产品调研及分析 | 第35-38页 |
| 1.3.3 中压三电平风电变流器若干关键技术的研究现状 | 第38-45页 |
| 1.4 本文的主要研究内容 | 第45-48页 |
| 2 中压三电平风电变流器的脉宽调制策略研究 | 第48-84页 |
| 2.1 中压三电平风电变流器调制策略问题分析 | 第48-52页 |
| 2.1.1 开关器件选择与功率损耗分析 | 第48-52页 |
| 2.1.2 机网侧变流器调制策略功能需求分析 | 第52页 |
| 2.2 网侧变流器调制策略 | 第52-64页 |
| 2.2.1 三电平DPWM比较分析与选择 | 第53-58页 |
| 2.2.2 三电平DPWM载波实现 | 第58-61页 |
| 2.2.3 DPWMA中点电位分析与讨论 | 第61-64页 |
| 2.3 机侧变流器调制策略 | 第64-73页 |
| 2.3.1 LMZVM策略 | 第64-65页 |
| 2.3.2 中点电位平衡控制 | 第65-68页 |
| 2.3.3 基于载波的实现方法 | 第68-73页 |
| 2.4 具有中点平衡控制的损耗最优通用载波DPWM策略 | 第73-82页 |
| 2.4.1 注入断续零序分量的载波DPWM及中点平衡控制 | 第73-75页 |
| 2.4.2 具有中点平衡控制的开关损耗优化控制 | 第75-79页 |
| 2.4.3 调制算法的性能评估 | 第79-82页 |
| 2.5 本章小结 | 第82-84页 |
| 3 中压三电平风电变流器的滤波器优化设计 | 第84-120页 |
| 3.1 网侧输出滤波器概述与对比 | 第84-91页 |
| 3.1.1 网侧输出滤波器拓扑结构概述 | 第84-85页 |
| 3.1.2 网侧滤波器滤波特性分析及对比 | 第85-91页 |
| 3.2 基于DPWMA频谱特性的网侧滤波器优化设计 | 第91-109页 |
| 3.2.1 DPWMA谐波特性分析及改进 | 第91-94页 |
| 3.2.2 滤波器拓扑选择及阻尼方案优化 | 第94-98页 |
| 3.2.3 滤波器参数设计 | 第98-105页 |
| 3.2.4 设计实例及仿真结果分析 | 第105-109页 |
| 3.3 直流支撑电容设计 | 第109-113页 |
| 3.4 机侧LRC滤波器设计 | 第113-119页 |
| 3.5 本章小结 | 第119-120页 |
| 4 中压三电平风电变流器的并联运行控制研究 | 第120-153页 |
| 4.1 三电平风电变流器并联方案分类及比较 | 第120-126页 |
| 4.1.1 硬件拓扑分类及比较 | 第121-123页 |
| 4.1.2 控制方案分类及比较 | 第123-126页 |
| 4.2 三电平风电变流器并联系统的零序环流建模与分析 | 第126-130页 |
| 4.2.1 零序环流路径分析 | 第126-128页 |
| 4.2.2 零序环流数学建模 | 第128-130页 |
| 4.3 基于分布式控制的三电平风电变流器并联运行研究 | 第130-138页 |
| 4.3.1 零序环流分析与抑制 | 第131-135页 |
| 4.3.2 整体控制策略设计 | 第135-137页 |
| 4.3.3 工程应用的问题讨论 | 第137-138页 |
| 4.4 基于集中式控制的三电平风电变流器并联技术研究 | 第138-151页 |
| 4.4.1 基于EtherCAT的集中式控制并联方案概述 | 第138-140页 |
| 4.4.2 基于EtherCAT的风电变流器并联控制系统设计 | 第140-144页 |
| 4.4.3 基于EtherCAT的风电变流器过采样控制技术 | 第144-151页 |
| 4.5 本章小结 | 第151-153页 |
| 5 中压三电平风电变流器故障穿越技术(FRT)研究 | 第153-179页 |
| 5.1 FRT的要求及控制问题分析 | 第153-160页 |
| 5.1.1 并网导则对FRT的要求 | 第153-154页 |
| 5.1.2 FRT的直流过电压分析 | 第154-157页 |
| 5.1.3 网侧变流器的可控性分析 | 第157-160页 |
| 5.2 三电平风电变流器的FRT控制 | 第160-174页 |
| 5.2.1 LVRT直流过电压抑制 | 第160-163页 |
| 5.2.2 HVRT变直流电压控制 | 第163-164页 |
| 5.2.3 三电平载波过调制策略 | 第164-169页 |
| 5.2.4 基于零电平消除的中点平衡控制 | 第169-174页 |
| 5.3 FRT协同控制策略 | 第174-178页 |
| 5.3.1 控制策略概述 | 第174-176页 |
| 5.3.2 仿真结果分析 | 第176-178页 |
| 5.4 本章小结 | 第178-179页 |
| 6 中压三电平风电变流器功率单元若干问题讨论 | 第179-201页 |
| 6.1 NPC三电平变流器PWM脉冲管理 | 第179-188页 |
| 6.1.1 基于DSP的三电平SPWM数字化实现 | 第179-181页 |
| 6.1.2 开关器件窄脉冲问题分析及抑制 | 第181-184页 |
| 6.1.3 脉冲丢失问题分析及抑制 | 第184-187页 |
| 6.1.4 NPC三电平变流器PWM启停逻辑 | 第187-188页 |
| 6.2 NPC三电平变流器内外管不均压机理分析及抑制 | 第188-200页 |
| 6.2.1 正常运行工况下内外管不均压分析 | 第188-190页 |
| 6.2.2 待机工况下内外管不均压分析 | 第190-191页 |
| 6.2.3 停机工况下内外管不均压分析 | 第191-194页 |
| 6.2.4 内外管不均压抑制方案 | 第194-196页 |
| 6.2.5 仿真结果分析 | 第196-200页 |
| 6.3 本章小结 | 第200-201页 |
| 7 中压三电平风电变流器实验研究与工程实践 | 第201-247页 |
| 7.1 实验平台与工程实践样机搭建 | 第201-214页 |
| 7.1.1 60kW/380V三电平分布式并联变流器平台设计与实验 | 第202-203页 |
| 7.1.2 1MW/690V三电平集中式并联变流器平台设计与实验 | 第203-208页 |
| 7.1.3 基于EtherCAT的7MW中压三电平变流器平台设计与实验 | 第208-214页 |
| 7.2 关键实验研究 | 第214-240页 |
| 7.2.1 调制策略实验验证 | 第214-221页 |
| 7.2.2 网侧滤波器实验验证 | 第221-224页 |
| 7.2.3 并联方案实验验证 | 第224-232页 |
| 7.2.4 故障穿越策略验证 | 第232-237页 |
| 7.2.5 功率单元若干方案验证 | 第237-240页 |
| 7.3 5MW中压三电平风电变流器现场调试及关键结果 | 第240-245页 |
| 7.4 本章小结 | 第245-247页 |
| 8 总结与展望 | 第247-249页 |
| 8.1 论文工作的总结 | 第247-248页 |
| 8.2 论文工作的展望 | 第248-249页 |
| 参考文献 | 第249-266页 |
| 附录1：所研制样机电机配套带载测试证明(节选) | 第266-267页 |
| 附录2：作者参与研制的中压三电平风电变流器样机图 | 第267-268页 |
| 攻读博士学位期间的学术活动及成果情况 | 第268-269页 |
