基于TSMC的直驅(qū)風(fēng)電系統(tǒng)低電壓穿越技術(shù)的研究.pdf

1、在風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中,采用無齒輪箱直接驅(qū)動永磁同步發(fā)電機的方式能有效地提高系統(tǒng)的效率以及運行的可靠性,其運行維護成本隨之降低,直驅(qū)系統(tǒng)在風(fēng)電市場中份額迅速擴大。
　　永磁直驅(qū)風(fēng)電系統(tǒng)通常采用傳統(tǒng)的背靠背電壓型變換器來連接發(fā)電機及電網(wǎng),在這種變換器中,直流側(cè)電容使得背靠背的兩個橋式變換器的控制獨立進行,但是也增加了變換器的體積。同時,直流側(cè)電壓的驟變也會大大減少電容的使用壽命。雙級矩陣變換器(Two-Stage Matrix Conve

2、rter,簡稱TSMC)是近幾年出現(xiàn)的新一代矩陣變換器,其拓撲為三相交-直-交兩級變換結(jié)構(gòu),直流環(huán)節(jié)無需濾波電容,其輸出頻率不受限制,能獲得正弦的輸入、輸出,且輸入功率因數(shù)可控,同時避免了傳統(tǒng)矩陣變換器復(fù)雜的四步換流,簡化了調(diào)制策略,因此非常適合作為直驅(qū)風(fēng)電系統(tǒng)的全功率變換器。
　　當(dāng)電網(wǎng)故障或擾動引起風(fēng)電場并網(wǎng)點的電壓跌落時,在一定電壓跌落的范圍內(nèi),風(fēng)電機組能夠不間斷并網(wǎng)運行,這一過程稱為風(fēng)電機組低電壓穿越。本文對基于TSMC的

3、直驅(qū)風(fēng)電系統(tǒng)低電壓穿越技術(shù)進行研究。首先分析了雙級矩陣變換器的工作原理,建立了TSMC并網(wǎng)逆變級的三相靜止坐標系和兩相靜止及旋轉(zhuǎn)同步坐標系的數(shù)學(xué)模型,指出以TSMC并網(wǎng)逆變級作為系統(tǒng)的閉環(huán)控制對象。在分析系統(tǒng)低電壓穿越特性基礎(chǔ)上,提出適用于基于TSMC的直驅(qū)風(fēng)電系統(tǒng)低電壓穿越的控制策略,同時參考德國E.ON公司電網(wǎng)標準和國家電網(wǎng)公司風(fēng)電并網(wǎng)標準對電網(wǎng)進行無功功率支持。通過仿真分析表明,基于TSMC的直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)具有較好的動穩(wěn)態(tài)性能,