Abstract
A new power electronic interface suitable for the integration of the next-generation offshore wind turbines with medium voltage dc collection grids is introduced in this paper. A practical design case study provides guidance for further development of the proposed interface. The detailed simulations show acceptable operation of the proposed approach from 25% to 100% rated power, including step changes in the wind turbine generator (WTG) input power. Simulation results demonstrate 0.95 displacement power factor magnitude, near-sinusoidal WTG current, continuous output current, stiff dc link voltages, and inverter zero-current switching. Preliminary hardware results from a 250 Vdc, 700-W lab-scale prototype are introduced, demonstrating an input rectifier boost characteristic with a dominant input current fundamental and 0.95 displacement power factor magnitude. The dc link current has a large peak-to-average ratio as expected, and dc link capacitor voltage balance is achieved via adjustment of relative duty cycles between high- and low-side active rectifier switches
چکیده
رابط الکترونیک قدرت جدید مناسبی برای یکپارچه سازی توربین های بادی دور از ساحل نسل جدید با شبکه های مجموعه ولتاژ متوسط DC (MVDC) در این مقاله معرفی میشود. بررسی نمونه طراحی عملی دستورالعمل برای توسعه بیشتر رابط پیشنهادی را فراهم میکند. شبیه سازیهای مشروح عملکرد قابلقبول روش پیشنهادی از 25% تا 100% توان نامی، از جمله تغییرات پله در توان ورودی WTG را نشان میدهند. نتایج شبیه سازی دامنه ضریب توان جابجایی 0.95، جریان WTG تقریبا سینوسی، جریان خروجی پیوسته، ولتاژهای رابط DC قوی، و سوئیچ زنی صفرجریان (ZCS) اینورتر را نشان میدهند. نتایج سخت افزار اولیه از نمونه اولیه مقیاس آزمایشگاهی 250 Vdc، 700-W با نمایش مشخصه افزایش یکسوکننده ورودی با پایه جریان ورودی غالب و دامنه ضریب توان جابجایی 0.95 معرفی میشوند. جریان رابط DC نسبت پیک به متوسط بزرگی همانطوریکه انتظار میرفت دارد، و میزان ولتاژ خازنی رابط DC از طریق تنظیم سیکلهای کاری مرتبط بین سوئیچ های یکسوکننده اکتیو سمت بالا و پایین بدست آورده میشود.