基于DC-DC直流接入的海上風電機組變流器設計.pdf

1、海上風力發(fā)電因其更好的連續(xù)性和更強的風能捕獲能力，越來越多的國內外學者和專家開始關注海上風力發(fā)電。海上風力發(fā)電電能收集方式有交流匯集和直流匯集兩種方式。當海上風力發(fā)電場內各發(fā)電機組不完全同步的時候，可以采用直流匯集方式；變流系統(tǒng)的體積、重量依靠各機組獨立的最大功率跟蹤特性還有配備高頻變壓器的DC/DC轉換器的使用顯著減小了，變流系統(tǒng)的效率也得到了提高；直流匯集比交流匯集相比有很多優(yōu)勢，比如少用了一跟傳輸線等。所以，直流匯集方式已經(jīng)成為海

2、上風電場重要的研究和發(fā)展的方向。
　　本文提出了一種基于DC/DC直流接入的海上風電場變流器。這種變流器主要應用于海上PMSG直接接入VSC-HVDC的傳輸系統(tǒng)中。該變流器由三相三電平PWM整流器、二極管鉗位型DC/AC高頻逆變器、單相二極管整流橋、高頻變壓器組成。其中二極管鉗位型DC/AC高頻逆變器、單相二極管整流橋、高頻變壓器可以封裝成絕緣型DC/DC子模塊，引入多個子模塊輸入并聯(lián)輸出串聯(lián)的結構使輸出電壓升高。這種結構擁有高度

3、模塊化、容易擴充、功率大、小體積、輸出電壓能夠直接接入VSC-HVDC傳輸系統(tǒng)等特點。
　　深入分析了并網(wǎng)DC/DC控制器的設計、DC/DC子模塊的拓撲結構、工作模態(tài)，提出子模塊的控制策略，而且提出一種基于三相三電平PWM整流器的直流母線電壓外環(huán)子模塊輸出電壓內環(huán)的協(xié)同控制策略。通過對子模塊輸出電容、變壓器漏感等參數(shù)不平衡時各個子模塊對應波形差異的分析，了解了子模塊的輸出電容和變壓器漏感對發(fā)電系統(tǒng)的影響，進而討論了相應的解決方法。