不對稱電網(wǎng)故障下并網(wǎng)逆變器的控制策略研究.pdf

1、隨著風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，風(fēng)電并網(wǎng)后對電力系統(tǒng)的運行調(diào)度、電網(wǎng)電壓和頻率穩(wěn)定以及電能質(zhì)量的影響日益顯現(xiàn)。由于風(fēng)場選址布局的特殊性，大多數(shù)風(fēng)電場遠(yuǎn)離電力主系統(tǒng)和負(fù)荷中心，多與薄弱電網(wǎng)相連接，電網(wǎng)電壓的閃變、不平衡和頻率波動等將給風(fēng)電機(jī)組的正常運行造成影響，特別是當(dāng)電網(wǎng)電壓短時跌落或短路故障時，將引起風(fēng)電系統(tǒng)過流保護(hù)，繼而導(dǎo)致整個機(jī)組從電網(wǎng)切除。大范圍風(fēng)電機(jī)組脫網(wǎng)后，可能導(dǎo)致電力系統(tǒng)局部潮流突變，系統(tǒng)頻率波動，從而使故障電網(wǎng)更加惡化，甚至引發(fā)

2、大面積停電事故。因此進(jìn)行電網(wǎng)不平衡條件下風(fēng)電機(jī)組的運行與控制研究，提高風(fēng)電機(jī)組的故障穿越能力將具有重要理論意義和實際價值。本文以背靠背雙PWM變流器的直驅(qū)永磁同步風(fēng)電機(jī)組(directly-drivenwindturbinewithpermanentmagnetsynchronousgenerator，D-PMSG)為研究對象，主要工作包括以下三個方面。
　　 首先，簡要介紹了D-PMSG的結(jié)構(gòu)及其工作原理，給出了風(fēng)力機(jī)的數(shù)學(xué)模

3、型、永磁同步發(fā)電機(jī)的數(shù)學(xué)模型和并網(wǎng)逆變器(GCI)的數(shù)學(xué)模型，并研究了D-PMSG的控制系統(tǒng)，主要包括風(fēng)力機(jī)的槳距角控制系統(tǒng)、發(fā)電機(jī)側(cè)整流器的控制系統(tǒng)和電網(wǎng)側(cè)逆變器的控制系統(tǒng)。
　　 其次，在分析了不對稱電網(wǎng)電壓故障下D-PMSG并網(wǎng)逆變器的數(shù)學(xué)模型和直流母線電壓波動機(jī)理的基礎(chǔ)上，將陷波器應(yīng)用于傳統(tǒng)鎖相環(huán)控制算法中，提出了基于新型鎖相環(huán)的雙電流閉環(huán)控制策略，來抑制直流母線電壓的波動，維護(hù)風(fēng)電機(jī)組的穩(wěn)定運行，實現(xiàn)機(jī)組的低電壓穿越。

4、
　　 再次，在電網(wǎng)電壓不對稱故障下，通過將比例積分諧振調(diào)節(jié)器引入到D-PMSG并網(wǎng)逆變器的控制過程，無需同步旋轉(zhuǎn)變換，可直接在兩相靜止坐標(biāo)系中對輸出電壓和電流進(jìn)行控制，穩(wěn)定直流母線電壓，并結(jié)合能量卸荷電路減少了入網(wǎng)功率，抑制電網(wǎng)電流的升高，來完成風(fēng)電機(jī)組在電網(wǎng)發(fā)生不對稱故障下的不脫網(wǎng)運行。
　　 最后，在電磁暫態(tài)仿真軟件PSCAD/EMTDC環(huán)境下建立1.5MW直驅(qū)永磁風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)仿真模型，該新型直接功率控制策略結(jié)構(gòu)簡