直驅(qū)型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組用變流器控制策略的研究.pdf

1、目前，世界范圍的能源危機(jī)和環(huán)境惡化，已經(jīng)成為制約人類社會發(fā)展的重大問題，開發(fā)和利用可再生清潔能源已然成為人類的廣泛共識。風(fēng)力發(fā)電作為一種可大規(guī)模商業(yè)化發(fā)展的新型可再生清潔能源，以其自身的優(yōu)勢得到了世界各國的高度重視和前所未有的發(fā)展。直驅(qū)型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組由于具有能量轉(zhuǎn)換效率高、并網(wǎng)功率控制靈活、安全可靠性高等諸多優(yōu)點(diǎn)，成為繼雙饋型風(fēng)電機(jī)組之后風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的重要研究方向之一。我國可開發(fā)利用的風(fēng)力資源雖然極為豐富，具有廣闊的發(fā)展前景，但在主流的

2、兆瓦級直驅(qū)型風(fēng)力發(fā)電技術(shù)方面還處于相對落后階段，與當(dāng)前的國際發(fā)展水平有較大差距。因此，研究直驅(qū)型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組用全功率并網(wǎng)變流器的控制策略具有重要的理論和現(xiàn)實(shí)意義，本文即圍繞此展開研究。
　　 首先對國內(nèi)外風(fēng)力發(fā)電的發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行分析闡述，介紹了全球風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的發(fā)展歷程，在此基礎(chǔ)上分析了國內(nèi)外直驅(qū)型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)展情況。
　　 其次，圍繞直驅(qū)型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)網(wǎng)側(cè)變流器的建模與控制展開研究，在此數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上，提出了網(wǎng)側(cè)變

3、流器的電壓定向控制策略，并給出了網(wǎng)側(cè)系統(tǒng)的參數(shù)設(shè)計(jì)方案。
　　 第三，圍繞基于背靠背雙PWM交流器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的電機(jī)側(cè)變流器控制技術(shù)展開研究，在分析永磁同步電機(jī)數(shù)學(xué)模型和風(fēng)力機(jī)最大風(fēng)能捕獲原理的基礎(chǔ)上，以零d軸電流控制為例分析永磁同步電機(jī)基于轉(zhuǎn)子磁場定向的矢量控制策略。在綜合分析了網(wǎng)側(cè)和機(jī)側(cè)變流器控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，建立了直驅(qū)型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的控制模型，并對機(jī)側(cè)系統(tǒng)進(jìn)行參數(shù)設(shè)計(jì)。
　　 第四，對永磁直驅(qū)型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的低電壓運(yùn)行

4、特性進(jìn)行研究。分析其在電網(wǎng)故障條件下的控制策略，并對其LVRT特性和故障后運(yùn)行在STATCOM模式下工作原理進(jìn)行研究。
　　 第五，在PSCAD/EMTDC仿真環(huán)境中，搭建基于全功率背靠背PWM交流器拓?fù)涞?.5MW直驅(qū)型風(fēng)電機(jī)組仿真模型，模擬驗(yàn)證了以上分析的機(jī)側(cè)和網(wǎng)側(cè)變流器控制策略的穩(wěn)態(tài)和動態(tài)性能，同時模擬結(jié)果還顯示了背靠背全功率變流裝置具有良好的隔離效果，網(wǎng)側(cè)故障對機(jī)側(cè)幾乎沒有影響。且電網(wǎng)電壓跌落時，使網(wǎng)側(cè)變流器工作在STA