不平衡電網(wǎng)電壓下雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)變流器控制策略研究.pdf

1、隨著雙饋風(fēng)力發(fā)電機組裝機容量的擴大和電網(wǎng)對風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)的要求愈加嚴格，雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的研究由電網(wǎng)電壓正常情況下的并網(wǎng)運行控制轉(zhuǎn)向電網(wǎng)電壓不平衡下的運行研究。本文以雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)變流器在電網(wǎng)電壓不平衡下的控制為研究對象，重點對電機側(cè)和電網(wǎng)側(cè)變流器在電網(wǎng)電壓不平衡下的數(shù)學(xué)建模和控制策略進行研究，并通過仿真對控制策略的有效性進行了驗證。
　　 首先分析了雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)變速恒頻運行的原理，建立了電網(wǎng)電壓正常條件下雙饋電機和電網(wǎng)側(cè)變

2、流器在三相靜止坐標(biāo)系及兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系中的數(shù)學(xué)模型，并在數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上，研究了電機側(cè)變流器基于定子磁鏈定向的傳統(tǒng)矢量控制，介紹了空間矢量脈寬調(diào)制的原理及實現(xiàn)，同時研究了電網(wǎng)側(cè)變流器基于電網(wǎng)電壓定向的傳統(tǒng)矢量控制策略。
　　 其次介紹了對稱分量法分析不平衡電壓、電流矢量的原理，對電網(wǎng)電壓不平衡時所包含的負序分量對雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)電機側(cè)變流器和雙饋電機的影響進行了分析，建立了不平衡電網(wǎng)電壓下雙饋電機在正負序旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型及控

3、制方程，重點研究了不平衡電網(wǎng)電壓下雙dq轉(zhuǎn)子電流控制策略，根據(jù)控制策略設(shè)定四種控制目標(biāo)，并給出各個控制目標(biāo)的正、負序轉(zhuǎn)子電流指令的算法。
　　 隨后對電網(wǎng)電壓不平衡時所包含的負序分量對電網(wǎng)側(cè)變流器的影響進行了分析，根據(jù)對稱分量法，建立了電網(wǎng)側(cè)變流器在正、負序旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型，重點研究了電網(wǎng)側(cè)變流器的雙dq電流控制策略及相應(yīng)的控制目標(biāo)電流指令算法。研究了不平衡電網(wǎng)電壓下電網(wǎng)側(cè)變流器配合電機側(cè)的協(xié)調(diào)控制，抑制雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)向

4、電網(wǎng)輸出的總功率中的脈動。對于一種比較特殊的電網(wǎng)電壓不平衡情況，即電網(wǎng)單相斷電重合閘情況下電網(wǎng)側(cè)變流器的控制策略進行研究，采用比例諧振控制器實現(xiàn)電網(wǎng)側(cè)變流器在電網(wǎng)單相斷電重合閘期間的連續(xù)控制。
　　 作為對理論分析的驗證，本文基于MATLAB的軟件環(huán)境對1.5MW雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的各種運行情況進行了仿真分析，分別研究了采用傳統(tǒng)矢量控制時雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)變流器在正常電網(wǎng)電壓和不平衡電網(wǎng)電壓下的運行特性，通過仿真比較了采用傳統(tǒng)矢量控