基于TSMC的直驅(qū)風(fēng)電系統(tǒng)低電壓穿越技術(shù)的研究.pdf

1、在風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中,采用無(wú)齒輪箱直接驅(qū)動(dòng)永磁同步發(fā)電機(jī)的方式能有效地提高系統(tǒng)的效率以及運(yùn)行的可靠性,其運(yùn)行維護(hù)成本隨之降低,直驅(qū)系統(tǒng)在風(fēng)電市場(chǎng)中份額迅速擴(kuò)大。
　　永磁直驅(qū)風(fēng)電系統(tǒng)通常采用傳統(tǒng)的背靠背電壓型變換器來(lái)連接發(fā)電機(jī)及電網(wǎng),在這種變換器中,直流側(cè)電容使得背靠背的兩個(gè)橋式變換器的控制獨(dú)立進(jìn)行,但是也增加了變換器的體積。同時(shí),直流側(cè)電壓的驟變也會(huì)大大減少電容的使用壽命。雙級(jí)矩陣變換器(Two-Stage Matrix Conve

2、rter,簡(jiǎn)稱TSMC)是近幾年出現(xiàn)的新一代矩陣變換器,其拓?fù)錇槿嘟?直-交兩級(jí)變換結(jié)構(gòu),直流環(huán)節(jié)無(wú)需濾波電容,其輸出頻率不受限制,能獲得正弦的輸入、輸出,且輸入功率因數(shù)可控,同時(shí)避免了傳統(tǒng)矩陣變換器復(fù)雜的四步換流,簡(jiǎn)化了調(diào)制策略,因此非常適合作為直驅(qū)風(fēng)電系統(tǒng)的全功率變換器。
　　當(dāng)電網(wǎng)故障或擾動(dòng)引起風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)點(diǎn)的電壓跌落時(shí),在一定電壓跌落的范圍內(nèi),風(fēng)電機(jī)組能夠不間斷并網(wǎng)運(yùn)行,這一過程稱為風(fēng)電機(jī)組低電壓穿越。本文對(duì)基于TSMC的

3、直驅(qū)風(fēng)電系統(tǒng)低電壓穿越技術(shù)進(jìn)行研究。首先分析了雙級(jí)矩陣變換器的工作原理,建立了TSMC并網(wǎng)逆變級(jí)的三相靜止坐標(biāo)系和兩相靜止及旋轉(zhuǎn)同步坐標(biāo)系的數(shù)學(xué)模型,指出以TSMC并網(wǎng)逆變級(jí)作為系統(tǒng)的閉環(huán)控制對(duì)象。在分析系統(tǒng)低電壓穿越特性基礎(chǔ)上,提出適用于基于TSMC的直驅(qū)風(fēng)電系統(tǒng)低電壓穿越的控制策略,同時(shí)參考德國(guó)E.ON公司電網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)家電網(wǎng)公司風(fēng)電并網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行無(wú)功功率支持。通過仿真分析表明,基于TSMC的直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)具有較好的動(dòng)穩(wěn)態(tài)性能,