基于阻抗的風(fēng)電逆變器的建模與穩(wěn)定分析.pdf

1、近些年我國風(fēng)力發(fā)電得到了快速發(fā)展，風(fēng)電并網(wǎng)逆變器與電網(wǎng)之間的交互作用影響電網(wǎng)和逆變器的穩(wěn)定。風(fēng)力發(fā)電是通過逆變器并網(wǎng)的，隨著風(fēng)場裝機(jī)容量的增大，大量風(fēng)電逆變器并入電網(wǎng)，不同風(fēng)電并網(wǎng)逆變器間的差異會(huì)引起兼容性問題，其中逆變器輸出阻抗與電網(wǎng)阻抗阻抗不匹配問題變得越發(fā)突出。在電網(wǎng)中其他逆變器等效電阻對(duì)獨(dú)立并網(wǎng)系統(tǒng)穩(wěn)定性帶來了新的挑戰(zhàn)，并網(wǎng)逆變器的穩(wěn)定問題成為風(fēng)力發(fā)電領(lǐng)域的一大難題，研究風(fēng)電并網(wǎng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性成為研究的一個(gè)熱點(diǎn)。
　　本文研

2、究了直驅(qū)式永磁同步風(fēng)力發(fā)電機(jī)及全功率變換器的工作特性，建立了基于RT-LAB實(shí)時(shí)仿真平臺(tái)的2.5MW直驅(qū)式永磁同步風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)仿真模型，進(jìn)行了實(shí)時(shí)仿真實(shí)驗(yàn)，研究了風(fēng)機(jī)的最大功率跟蹤問題。同時(shí)在此基礎(chǔ)上研究了并網(wǎng)逆變器的特性以及產(chǎn)生不穩(wěn)定性現(xiàn)象的原因，針對(duì)出現(xiàn)的不穩(wěn)定現(xiàn)象，提出了基于阻抗穩(wěn)定性分析方法即電網(wǎng)阻抗與并網(wǎng)逆變器輸出阻抗之比要滿足Nyquist判據(jù)。利用諧波線性化方法對(duì)并網(wǎng)逆變器輸出阻抗和電網(wǎng)阻抗進(jìn)行了建模，結(jié)合阻抗分析方法和R

3、T-LAB實(shí)時(shí)仿真實(shí)驗(yàn)對(duì)比分析了電網(wǎng)阻抗對(duì)并網(wǎng)系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響。具體完成工作如下:
　　1、為了研究大信號(hào)情況下并網(wǎng)系統(tǒng)穩(wěn)定性，分別建立了風(fēng)力機(jī)數(shù)學(xué)模型、三相靜止坐標(biāo)系中和dq坐標(biāo)系中的數(shù)學(xué)模型以及功率和扭矩模型，研究了直驅(qū)式永磁同步風(fēng)力發(fā)電機(jī)最大功率跟蹤問題。建立了基于RT-LAB的PMSG仿真模型，進(jìn)行了實(shí)時(shí)仿真實(shí)驗(yàn)，達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。
　　2、建立了機(jī)側(cè)PWM整流器數(shù)學(xué)模型，通過調(diào)節(jié)q軸電流而實(shí)現(xiàn)電磁轉(zhuǎn)矩Te的控制，從而可

4、以實(shí)現(xiàn)風(fēng)機(jī)最大功率點(diǎn)跟蹤控制。分析了整流器對(duì)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速的控制。研究了網(wǎng)側(cè)PWM逆變器濾波環(huán)節(jié)、平均模型，并建立PWM并網(wǎng)逆變器數(shù)學(xué)模型。建立了RT-LAB全功率變換器系統(tǒng)仿真模型，進(jìn)行了實(shí)時(shí)仿真實(shí)驗(yàn)，達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。
　　3、為了研究小信號(hào)情況下并網(wǎng)系統(tǒng)穩(wěn)定性，研究了阻抗諧波線性化建模方法，利用諧波線性化方法建立了PLL小信號(hào)模型，建立了不含PLL和含PLL逆變器輸出阻抗模型，并進(jìn)行了仿真分析。
　　4、進(jìn)行了并網(wǎng)系統(tǒng)分區(qū)研究并