基于感應(yīng)電動勢動態(tài)前饋補(bǔ)償方案的雙饋電機(jī)低電壓穿越研究.pdf

1、隨著能源危機(jī)與環(huán)境問題日益嚴(yán)峻，可持續(xù)發(fā)展的清潔能源備受關(guān)注。風(fēng)能作為當(dāng)今最具規(guī)模化開發(fā)潛力和商業(yè)化應(yīng)用前景的新能源，相關(guān)產(chǎn)業(yè)迅速崛起。近十年，風(fēng)電機(jī)組裝機(jī)容量在電力系統(tǒng)所占比例不斷攀升，風(fēng)電場的安全穩(wěn)定運(yùn)行至關(guān)重要，各國紛紛對風(fēng)電場并網(wǎng)提出相應(yīng)的規(guī)范。電網(wǎng)故障時低電壓穿越能力就是對風(fēng)電機(jī)組的重要要求之一。雙饋感應(yīng)發(fā)電機(jī)以其變頻器容量小，有功、無功可以獨(dú)立解耦控制等優(yōu)勢成為風(fēng)電機(jī)組的主流機(jī)型，然而雙饋機(jī)組定子側(cè)與電網(wǎng)直接相連，受電網(wǎng)故障

2、影響大，因此提高雙饋電機(jī)的低電壓穿越能力具有重要意義，也一度成為研究熱點(diǎn)?，F(xiàn)有的低電壓穿越技術(shù)主要分為增加硬件電路和改進(jìn)勵磁控制策略兩種。改進(jìn)勵磁控制策略以不增加硬件為優(yōu)勢，在故障期間對暫態(tài)過程進(jìn)行一定控制，以減小轉(zhuǎn)子輸出電流和轉(zhuǎn)矩脈動。針對有限的轉(zhuǎn)子變流器容量，通過改進(jìn)轉(zhuǎn)子電流指令抵消暫態(tài)過程磁鏈的直流、負(fù)序分量，從而降低勵磁電壓需求，滿足轉(zhuǎn)子側(cè)容量約束，以度過故障期的勵磁控制策略，在低電壓穿越技術(shù)研究中備受青睞。
　　然而若控

3、制器跟蹤能力不夠，改進(jìn)勵磁策略的控制效果將無法實(shí)現(xiàn)。本文針對大功率風(fēng)電機(jī)組改進(jìn)勵磁控制策略的實(shí)現(xiàn)為研究內(nèi)容。首先分析雙饋電機(jī)的暫態(tài)過程和引起轉(zhuǎn)子側(cè)變流器過壓過流的根本原因。隨后對典型勵磁控制策略進(jìn)行研究，分析得到有利于實(shí)現(xiàn)低電壓穿越的勵磁控制實(shí)質(zhì)上均以控制轉(zhuǎn)子電流為目標(biāo)，轉(zhuǎn)子電流指令為消除跌落過程磁鏈中的直流、負(fù)序分量，在 dq旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下存在工頻和二倍頻交流分量。傳統(tǒng) PI調(diào)節(jié)器面對轉(zhuǎn)子電流指令與感應(yīng)電動勢擾動項(xiàng)在暫態(tài)過程中存在交流分

4、量，大功率風(fēng)電機(jī)組開關(guān)頻率低，提高帶寬能力受限等情況，電流環(huán)的跟蹤和抗擾動能力都無法滿足要求。本文基于典型改進(jìn)電流指令勵磁控制策略的暫態(tài)特性分析，得到感應(yīng)電動勢與轉(zhuǎn)子電流指令存在一定關(guān)系，提出一種感應(yīng)電動勢動態(tài)前饋補(bǔ)償方案，提高對轉(zhuǎn)子電流指令交流分量的跟蹤能力和對感應(yīng)電動勢交流分量的抗擾動能力，并給出動態(tài)前饋系數(shù)的設(shè)計(jì)過程。
　　本文選取典型的兩種勵磁控制策略，在大功率風(fēng)機(jī)系統(tǒng)下仿真和小功率風(fēng)機(jī)平臺下實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了感應(yīng)電動勢動態(tài)前饋