不平衡電網電壓下雙饋風力發(fā)電系統變流器控制策略研究.pdf

1、隨著雙饋風力發(fā)電機組裝機容量的擴大和電網對風力發(fā)電并網的要求愈加嚴格，雙饋風力發(fā)電系統的研究由電網電壓正常情況下的并網運行控制轉向電網電壓不平衡下的運行研究。本文以雙饋風力發(fā)電系統變流器在電網電壓不平衡下的控制為研究對象，重點對電機側和電網側變流器在電網電壓不平衡下的數學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。
　　 首先分析了雙饋風力發(fā)電系統變速恒頻運行的原理，建立了電網電壓正常條件下雙饋電機和電網側變

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

3、制方程，重點研究了不平衡電網電壓下雙dq轉子電流控制策略，根據控制策略設定四種控制目標，并給出各個控制目標的正、負序轉子電流指令的算法。
　　 隨后對電網電壓不平衡時所包含的負序分量對電網側變流器的影響進行了分析，根據對稱分量法，建立了電網側變流器在正、負序旋轉坐標系下的數學模型，重點研究了電網側變流器的雙dq電流控制策略及相應的控制目標電流指令算法。研究了不平衡電網電壓下電網側變流器配合電機側的協調控制，抑制雙饋風力發(fā)電系統向

4、電網輸出的總功率中的脈動。對于一種比較特殊的電網電壓不平衡情況，即電網單相斷電重合閘情況下電網側變流器的控制策略進行研究，采用比例諧振控制器實現電網側變流器在電網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雙饋風力發(fā)電系統的各種運行情況進行了仿真分析，分別研究了采用傳統矢量控制時雙饋風力發(fā)電系統變流器在正常電網電壓和不平衡電網電壓下的運行特性，通過仿真比較了采用傳統矢量控