雙饋感應(yīng)發(fā)電機升壓固態(tài)變壓器控制策略研究.pdf

1、隨著風(fēng)電場的大規(guī)模接入,風(fēng)力發(fā)電對電網(wǎng)影響也會不斷增大,現(xiàn)行的風(fēng)電場接入電網(wǎng)的方式存在許多不足。作為主流機型的雙饋感應(yīng)發(fā)電機,在應(yīng)對不平衡電網(wǎng)條件下的運行以及實現(xiàn)低電壓穿越方面存在較大缺陷。為解決這個問題,人們尋求更好的風(fēng)電場接入電網(wǎng)方式。柔性高壓直流輸電有著便于連接弱交流系統(tǒng)的優(yōu)點,以其為基礎(chǔ)的風(fēng)電場并網(wǎng)方式得到了深入研究。但當(dāng)直流鏈電壓一定時,兩側(cè)交流電壓的幅值將受到限制。而固態(tài)變壓器不僅有隔離故障作用,還有升壓的功能。因此,研究風(fēng)

2、電場采用固態(tài)變壓器的并網(wǎng)方式具有重要意義。
　　首先在分析固態(tài)變壓器拓撲結(jié)構(gòu)及運行原理基礎(chǔ)上,建立了網(wǎng)側(cè)換流器、雙向有源橋、風(fēng)場側(cè)換流器的等效數(shù)學(xué)模型,對電網(wǎng)電壓正常時如何實現(xiàn)電壓調(diào)節(jié),有功無功解耦等控制策略展開了研究,為進一步研究電網(wǎng)電壓不平衡時以及電網(wǎng)出現(xiàn)三相對稱短路故障下,固態(tài)變壓器的改進控制策略奠定了基礎(chǔ)。
　　針對電網(wǎng)電壓不平衡,分析了采用傳統(tǒng)變壓器將風(fēng)電場接入電網(wǎng)時,雙饋感應(yīng)發(fā)電機定子出現(xiàn)負序電流分量的原因。為抑

3、制該分量,提出了采用固態(tài)變壓器接入電網(wǎng),但固態(tài)變壓器便與電網(wǎng)直接相連,網(wǎng)側(cè)換流器將受電網(wǎng)電壓負序分量的影響。為抑制有功及直流母線電壓的二倍頻波動,建立了網(wǎng)側(cè)換流器在負序同步旋轉(zhuǎn)軸系下的數(shù)學(xué)模型,提出了考慮網(wǎng)側(cè)換流器接入電抗器和變壓器等值阻抗影響的不平衡控制策略,推導(dǎo)了正、負序dq同步旋轉(zhuǎn)軸系下相應(yīng)網(wǎng)側(cè)換流器正負序電流的給定值。
　　針對電網(wǎng)發(fā)生三相對稱短路故障,分析了采用傳統(tǒng)變壓器將風(fēng)電場接入電網(wǎng)時,雙饋感應(yīng)發(fā)電機定子繞組產(chǎn)生暫態(tài)

4、直流分量和轉(zhuǎn)子繞組出現(xiàn)過電流的原因。為抑制電網(wǎng)故障過程中因電網(wǎng)電壓突變而導(dǎo)致雙饋感應(yīng)發(fā)電機的電壓、電流以及轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生的沖擊,提出了通過控制風(fēng)場側(cè)換流器來改變風(fēng)場側(cè)電壓變化的斜率。同時,分析了風(fēng)場側(cè)換流器交流電壓下降斜率與能量傳遞、固態(tài)變壓器直流鏈等效電容容值的關(guān)系,也分析了電網(wǎng)故障過程中,風(fēng)場側(cè)電壓與電網(wǎng)電壓跌落的關(guān)系,以確定風(fēng)場側(cè)換流器交流電壓變化的大小及其斜率的大小,這樣可以確保風(fēng)電場輸出的功率在緩沖時間內(nèi)降低到故障后的平衡功率,而使