非理想電網(wǎng)電壓條件下直驅(qū)風(fēng)電變流器控制策略.pdf

1、隨著風(fēng)電機(jī)組單機(jī)容量和在系統(tǒng)中總的裝機(jī)容量快速增加，風(fēng)電機(jī)組與系統(tǒng)之間的相互影響越來(lái)越復(fù)雜。基于全功率變流器的直驅(qū)永磁風(fēng)電系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了電網(wǎng)與發(fā)電機(jī)之間的完全解耦，已被證實(shí)在電網(wǎng)故障運(yùn)行方面較雙饋結(jié)構(gòu)有出色的性能。但有關(guān)永磁直驅(qū)風(fēng)電系統(tǒng)在電網(wǎng)故障情況下運(yùn)行特性的研究還不夠深入，有很多工程實(shí)踐方面的難題尚未得到有效解決。當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生接地短路等故障時(shí)，因嚴(yán)重的功率不平衡直流母線電壓可能超出允許的最大值，電網(wǎng)負(fù)序電壓也會(huì)引起并網(wǎng)有功/無(wú)功功率及直

2、流母線電壓的2倍工頻波動(dòng)。為了解決上述問(wèn)題，亟需研究電網(wǎng)故障條件下直驅(qū)永磁風(fēng)電系統(tǒng)的控制策略，提高系統(tǒng)的故障穿越能力。
　　本文首先建立了對(duì)稱(chēng)電壓電壓條件下兩相同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的永磁同步發(fā)電機(jī)和變流器的數(shù)學(xué)模型，在此基礎(chǔ)上構(gòu)建了包括PMSG、機(jī)側(cè)變流器和網(wǎng)側(cè)變流器在內(nèi)的完整的控制系統(tǒng)，為深入研究非理想電網(wǎng)電壓情況下變流器的控制策略奠定理論基礎(chǔ)。
　　其次對(duì)電網(wǎng)電壓小值不平衡條件下直驅(qū)永磁風(fēng)電系統(tǒng)網(wǎng)側(cè)變流器進(jìn)行數(shù)學(xué)建模，分析了

3、傳統(tǒng)基于電網(wǎng)電壓定向的單電流環(huán)矢量控制無(wú)法消除負(fù)序電流和抑制直流電壓波動(dòng)的原因，研究了消除并網(wǎng)負(fù)序電流、提高電能質(zhì)量的控制方案，指出該控制方案仍無(wú)法消除功率及電壓波動(dòng)的根源。然后詳細(xì)介紹了電網(wǎng)電壓嚴(yán)重跌落情況下基于耗能電阻和基于儲(chǔ)能的過(guò)電壓保護(hù)方案并進(jìn)行了仿真驗(yàn)證，接著提出一種改進(jìn)的無(wú)功支撐控制策略，在不過(guò)度增加過(guò)電壓保護(hù)電路負(fù)擔(dān)的基礎(chǔ)上，優(yōu)先輸出無(wú)功功率，協(xié)助電網(wǎng)電壓恢復(fù)。對(duì)正負(fù)序旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下雙電流環(huán)矢量控制策略和基于PIR控制器正序