雙饋感應(yīng)發(fā)電機(jī)升壓固態(tài)變壓器控制策略研究.pdf

1、隨著風(fēng)電場(chǎng)的大規(guī)模接入,風(fēng)力發(fā)電對(duì)電網(wǎng)影響也會(huì)不斷增大,現(xiàn)行的風(fēng)電場(chǎng)接入電網(wǎng)的方式存在許多不足。作為主流機(jī)型的雙饋感應(yīng)發(fā)電機(jī),在應(yīng)對(duì)不平衡電網(wǎng)條件下的運(yùn)行以及實(shí)現(xiàn)低電壓穿越方面存在較大缺陷。為解決這個(gè)問(wèn)題,人們尋求更好的風(fēng)電場(chǎng)接入電網(wǎng)方式。柔性高壓直流輸電有著便于連接弱交流系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn),以其為基礎(chǔ)的風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)方式得到了深入研究。但當(dāng)直流鏈電壓一定時(shí),兩側(cè)交流電壓的幅值將受到限制。而固態(tài)變壓器不僅有隔離故障作用,還有升壓的功能。因此,研究風(fēng)

2、電場(chǎng)采用固態(tài)變壓器的并網(wǎng)方式具有重要意義。
　　首先在分析固態(tài)變壓器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及運(yùn)行原理基礎(chǔ)上,建立了網(wǎng)側(cè)換流器、雙向有源橋、風(fēng)場(chǎng)側(cè)換流器的等效數(shù)學(xué)模型,對(duì)電網(wǎng)電壓正常時(shí)如何實(shí)現(xiàn)電壓調(diào)節(jié),有功無(wú)功解耦等控制策略展開(kāi)了研究,為進(jìn)一步研究電網(wǎng)電壓不平衡時(shí)以及電網(wǎng)出現(xiàn)三相對(duì)稱(chēng)短路故障下,固態(tài)變壓器的改進(jìn)控制策略奠定了基礎(chǔ)。
　　針對(duì)電網(wǎng)電壓不平衡,分析了采用傳統(tǒng)變壓器將風(fēng)電場(chǎng)接入電網(wǎng)時(shí),雙饋感應(yīng)發(fā)電機(jī)定子出現(xiàn)負(fù)序電流分量的原因。為抑

3、制該分量,提出了采用固態(tài)變壓器接入電網(wǎng),但固態(tài)變壓器便與電網(wǎng)直接相連,網(wǎng)側(cè)換流器將受電網(wǎng)電壓負(fù)序分量的影響。為抑制有功及直流母線電壓的二倍頻波動(dòng),建立了網(wǎng)側(cè)換流器在負(fù)序同步旋轉(zhuǎn)軸系下的數(shù)學(xué)模型,提出了考慮網(wǎng)側(cè)換流器接入電抗器和變壓器等值阻抗影響的不平衡控制策略,推導(dǎo)了正、負(fù)序dq同步旋轉(zhuǎn)軸系下相應(yīng)網(wǎng)側(cè)換流器正負(fù)序電流的給定值。
　　針對(duì)電網(wǎng)發(fā)生三相對(duì)稱(chēng)短路故障,分析了采用傳統(tǒng)變壓器將風(fēng)電場(chǎng)接入電網(wǎng)時(shí),雙饋感應(yīng)發(fā)電機(jī)定子繞組產(chǎn)生暫態(tài)

4、直流分量和轉(zhuǎn)子繞組出現(xiàn)過(guò)電流的原因。為抑制電網(wǎng)故障過(guò)程中因電網(wǎng)電壓突變而導(dǎo)致雙饋感應(yīng)發(fā)電機(jī)的電壓、電流以及轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生的沖擊,提出了通過(guò)控制風(fēng)場(chǎng)側(cè)換流器來(lái)改變風(fēng)場(chǎng)側(cè)電壓變化的斜率。同時(shí),分析了風(fēng)場(chǎng)側(cè)換流器交流電壓下降斜率與能量傳遞、固態(tài)變壓器直流鏈等效電容容值的關(guān)系,也分析了電網(wǎng)故障過(guò)程中,風(fēng)場(chǎng)側(cè)電壓與電網(wǎng)電壓跌落的關(guān)系,以確定風(fēng)場(chǎng)側(cè)換流器交流電壓變化的大小及其斜率的大小,這樣可以確保風(fēng)電場(chǎng)輸出的功率在緩沖時(shí)間內(nèi)降低到故障后的平衡功率,而使