直驅式風電機組的變流技術及低電壓穿越研究.pdf

1、風能是清潔的可再生能源,是21世紀世界最重要的替代能源。隨著全球對能源安全與節(jié)能減排的呼聲日益高漲,風力發(fā)電正受到越來越多國家的重視。
　　 直驅式風力發(fā)電機組是當前業(yè)內研究的重點。作為直驅式風力發(fā)電系統(tǒng)技術核心的變流技術,在直驅式風力發(fā)電系統(tǒng)的低電壓穿越中起著舉足輕重的作用。
　　 直驅式風力發(fā)電系統(tǒng)憑借其自身全功率變流器的技術優(yōu)勢,可以最大效率的利用風能,同時具有較好的故障穿越能力。在原有變流技術的基礎上,通過增加C

2、rowbar保護電路,可以極大地提高其低電壓穿越能力。論文以背靠背雙PWM電壓型變流系統(tǒng)為研究對象,深入細致的分析了直驅式風力發(fā)電系統(tǒng)電機側與電網側的變流技術,在此基礎上對直驅式風電系統(tǒng)的Crowbar保護電路進行了研究。首先,針對電機側變流器的數學模型分別介紹了矢量控制和直接轉矩控制的原理,并比較分析了各自的優(yōu)劣;其次,以電網側變流器的數學模型為對象,詳細研究了基于電網電壓定向的矢量控制以及直接功率控制;接著,對直驅式風電系統(tǒng)常用的C

3、rowbar保護電路的工作原理與實現方法進行了細致的分析,并討論了各自的優(yōu)缺點。分析表明,直流側Crowbar保護電路是優(yōu)選方案;最后,通過對常用直流側Crowbar方案的分析比較,針對電網電壓對稱跌落問題,選擇直流側并聯能量卸載回路的Crowbar方案,對電網側變流器同能量卸載回路協(xié)調控制的機理進行說明,并分別對不采用和采用Crowbar電路時機組的跌落特性進行了仿真對比分析。仿真結果顯示采用能量卸載回路控制簡單,容易實現與網側變流器