雙饋異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)在電網(wǎng)電壓不對稱故障條件下的運(yùn)行研究.pdf

1、隨著環(huán)境危機(jī)的日益嚴(yán)重，以風(fēng)電為主的可再生能源已成為現(xiàn)代社會發(fā)展的需求。而能源危機(jī)又迫使著風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的裝機(jī)容量不斷增大，然而隨著風(fēng)電系統(tǒng)裝機(jī)容量的增大，它對電網(wǎng)的影響也日趨顯著。因此，電力系統(tǒng)對風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的運(yùn)行提出了苛刻的要求，即風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)發(fā)出的電能質(zhì)量必須良好，并且必須具有低電壓故障穿越(LVRT)能力。因此，本文在電網(wǎng)電壓不對稱跌落的故障條件下，對變速恒頻(VSCF)雙饋異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)(DFIG)勵磁用背靠背式雙PWM變換器的

2、基礎(chǔ)理論及控制策略進(jìn)行了從理論到仿真，從仿真到實(shí)驗(yàn)的全方位深入研究。
　　 本文首先對采用傳統(tǒng)控制策略的DFIG用背靠背式雙PWM變換器在電網(wǎng)電壓不對稱故障跌落條件下的運(yùn)行性能進(jìn)行了研究與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，并針對其所存在的問題進(jìn)行了深入的討論，介紹了解決此問題的方法與思路，并分網(wǎng)側(cè)變換器與轉(zhuǎn)子側(cè)變換器兩部分分別進(jìn)行深入研究。
　　 在電網(wǎng)電壓不對稱跌落故障條件下，研究了網(wǎng)側(cè)變換器分別在電網(wǎng)角速度正、反向同步旋轉(zhuǎn)dq坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)

3、模型，給出了瞬時功率模型，并介紹了提高網(wǎng)側(cè)變換器故障穿越運(yùn)行(FRT)能力的三種控制目標(biāo)，研究了雙dq、PI電網(wǎng)電流控制器，即對正轉(zhuǎn)dq坐標(biāo)系下的電流正序分量和反轉(zhuǎn)dq坐標(biāo)系下的電流負(fù)序分量分別進(jìn)行控制的電流控制器。采用此控制策略可分別實(shí)現(xiàn)網(wǎng)側(cè)變換器的三種控制目標(biāo)，然而，由于其在電流內(nèi)環(huán)存在著正、負(fù)序分解環(huán)節(jié)，此環(huán)節(jié)所采用的陷波器必將給電流控制內(nèi)環(huán)帶來延時，從而造成系統(tǒng)動態(tài)性能下降。針對此缺點(diǎn)，本文介紹了一種在靜止αβ坐標(biāo)系下實(shí)現(xiàn)正、負(fù)

4、序電流控制的比例諧振(PR)電流控制器，采用此電流控制器，無需對電流進(jìn)行正、負(fù)序分解，因此在電流內(nèi)環(huán)無此環(huán)節(jié)帶來的延時，從而動態(tài)性能得到了改善。并先后通過仿真和實(shí)驗(yàn)對所介紹兩種控制策略進(jìn)行了對比論證，仿真與實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明了所作理論研究與分析的正確性和有效性。
　　 針對于轉(zhuǎn)子側(cè)變換器，在電網(wǎng)電壓不對稱故障條件下，由于定子電壓、電流，轉(zhuǎn)子電流均存在著負(fù)序分量，因此傳統(tǒng)的PI電流控制器無法實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)子電流正、負(fù)序分量的分別控制，因此控制性

5、能差。針對此問題，本文首先介紹了正、反轉(zhuǎn)同步dq坐標(biāo)系下的DFIG數(shù)學(xué)模型，并討論了提高轉(zhuǎn)子側(cè)變換器故障穿越運(yùn)行能力的四種控制目標(biāo)，研究了雙dq、PI轉(zhuǎn)子電流控制器，與網(wǎng)側(cè)變換器相同，由于雙dq、PI轉(zhuǎn)子電流控制器需同時在正、反轉(zhuǎn)同步坐標(biāo)系下對轉(zhuǎn)子電流進(jìn)行正、負(fù)序分解，因此，轉(zhuǎn)子側(cè)變換器系統(tǒng)的動態(tài)性能將受影響，從而造成轉(zhuǎn)子側(cè)變換器的故障穿越能力下降。因此，本文在轉(zhuǎn)子側(cè)變換器也介紹了一種在定子靜止αβ坐標(biāo)系下實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)子電流無差控制的PR控制