不平衡故障兩相靜止坐標(biāo)系下并網(wǎng)逆變器控制策略研究.pdf

1、由于采用直驅(qū)結(jié)構(gòu)，永磁同步風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了風(fēng)力發(fā)電機(jī)與電網(wǎng)的完全解耦，與雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)相比其運(yùn)行可靠性和發(fā)電效率得以提高。但是由于并網(wǎng)逆變器與電網(wǎng)直接相連，當(dāng)電網(wǎng)電壓發(fā)生不平衡故障時(shí)，負(fù)序分量的產(chǎn)生會(huì)導(dǎo)致逆變器輸出電流波形畸變以及功率波動(dòng)。本文以電網(wǎng)電壓不平衡故障時(shí)的并網(wǎng)逆變器為研究對(duì)象，在兩相靜止坐標(biāo)系下提出了基于自適應(yīng)觀測(cè)器的相序分離方案、設(shè)計(jì)了相應(yīng)的逆變器控制器、針對(duì)不同的控制目標(biāo)計(jì)算了不同的電流指令值、并提出了協(xié)調(diào)控制策略以

2、實(shí)現(xiàn)不同控制目標(biāo)之間的靈活控制。
　　在電網(wǎng)電壓不平衡故障時(shí)，如何快速、準(zhǔn)確的分離出其正、負(fù)序分量是逆變器控制的基礎(chǔ)。本文首先基于對(duì)稱分量理論對(duì)不平衡故障時(shí)的電網(wǎng)電壓進(jìn)行了分析；然后利用傳統(tǒng)自適應(yīng)觀測(cè)器的數(shù)學(xué)模型，提出了改進(jìn)的基于自適應(yīng)觀測(cè)器的相序分離方案；最后證明了觀測(cè)器的收斂性。通過在PLECS中搭建模型并仿真，驗(yàn)證了所提相序分離方案能夠快速、準(zhǔn)確的對(duì)不平衡電網(wǎng)電壓進(jìn)行相序分離，而且在電網(wǎng)電壓頻率畸變以及相位突變故障時(shí)仍舊能夠

3、正常工作。
　　在兩相靜止坐標(biāo)系下，并網(wǎng)逆變器數(shù)學(xué)模型的兩相之間沒有耦合并嚴(yán)格對(duì)稱，針對(duì)這一特性設(shè)計(jì)了電流內(nèi)環(huán)全階滑?？刂破?，對(duì)電流進(jìn)行無差跟蹤，并達(dá)到了非奇異、去抖振的目的。由于不需要旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)變換、同步鎖相以及前饋解耦等環(huán)節(jié)，簡化了控制器設(shè)計(jì)。根據(jù)機(jī)側(cè)與網(wǎng)側(cè)變換器的功率關(guān)系，設(shè)計(jì)了基于機(jī)側(cè)功率前饋的電壓外環(huán)PI控制器，實(shí)現(xiàn)了機(jī)側(cè)與網(wǎng)側(cè)的協(xié)調(diào)控制，從而使電壓外環(huán)動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度變快。仿真結(jié)果表明控制策略能達(dá)到預(yù)期目的。
　　不平

4、衡電網(wǎng)電壓的負(fù)序分量會(huì)導(dǎo)致并網(wǎng)逆變器輸出電能質(zhì)量變差。為了解決上述問題，設(shè)計(jì)了以瞬時(shí)功率平衡、電流諧波抑制、有功功率平衡以及無功功率平衡為控制目標(biāo)的電流指令值，達(dá)到了4種不同的控制效果。針對(duì)上述控制目標(biāo)的特點(diǎn)，提出功率-電流協(xié)調(diào)控制以及有功-無功協(xié)調(diào)控制策略。仿真結(jié)果表明不同的電流指令值均能達(dá)到預(yù)定的控制目標(biāo)，而協(xié)調(diào)控制能夠?qū)崿F(xiàn)不同控制目標(biāo)的協(xié)調(diào)、靈活控制，提高了逆變器輸出電能的質(zhì)量。
　　為了驗(yàn)證所提控制策略的可行性以及有效性，