變速恒頻風(fēng)力發(fā)電用雙PWM變換器的協(xié)調(diào)控制.pdf

1、相比傳統(tǒng)的循環(huán)變流器，作為兆瓦級變速恒頻風(fēng)電機組電控系統(tǒng)的核心部件，雙PWM變換器轉(zhuǎn)子勵磁電源的輸入輸出特性更好，電力諧波更低，調(diào)速調(diào)頻范圍更寬.轉(zhuǎn)子側(cè)變換器擔(dān)負雙饋感應(yīng)發(fā)電機的矢量控制任務(wù)，實現(xiàn)最大風(fēng)能捕獲和定子輸出無功的獨立調(diào)節(jié);網(wǎng)側(cè)變換器通過直流環(huán)節(jié)完成轉(zhuǎn)子及轉(zhuǎn)子側(cè)變換器與電網(wǎng)間的能量交換.為了減小直流母線電壓波動，通常的做法是增大直流側(cè)電解電容的容量，但其缺點是：體積大、笨重而且性能很不可靠，成為大容量勵磁電源系統(tǒng)延長壽命的瓶頸

2、.針對減小該濾波電解電容，該文提出了一種新型雙PWM變換器協(xié)調(diào)控制策略.該文首先在分析雙饋感應(yīng)發(fā)電機動態(tài)數(shù)學(xué)模型及其定子磁鏈定向矢量控制的基礎(chǔ)上，構(gòu)建了其有功和無功功率解耦控制的雙閉環(huán)串級PI控制方案.利用MATLAB/SIMULINK<'TM>平臺，仿真研究并驗證了該控制方案的正確性，對實際系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計與調(diào)試具有一定的指導(dǎo)意義.然后，重點分析了三相PWM變換器在同步d-q坐標(biāo)系中的數(shù)學(xué)模型，對傳統(tǒng)的帶電流狀態(tài)解耦和電網(wǎng)電壓前饋的無

3、協(xié)調(diào)控制策略、負載電流前饋協(xié)調(diào)控制策略和該文提出的新型協(xié)調(diào)控制策略進行了對比仿真研究，研究結(jié)果表明：新型協(xié)調(diào)控制策略具有明顯的優(yōu)越性，即在采用同樣大小的濾波電容時，直流母線電壓波動更小，電壓調(diào)節(jié)更加迅速;在允許同樣的電壓波動時，如果采用該新型協(xié)調(diào)控制策略，則可以大大減小濾波電容的容量，具有十分重要的應(yīng)用價值.最后，編制了DSP控制程序，并在風(fēng)電實驗室的硬件平臺上進行了系統(tǒng)聯(lián)調(diào).實驗表明，作為雙饋感應(yīng)發(fā)電機轉(zhuǎn)子勵磁電源的三相PWM變換器具