負序電流與諧波注入下永磁直驅風機運行特性與控制研究.pdf

1、在化石能源緊張以及環(huán)境污染日益嚴重的背景下，風能因其清潔可再生等優(yōu)點受到越來越多的關注。我國風能資源豐富，但適合大規(guī)模風能開發(fā)的地區(qū)，大多遠離主干電網(wǎng)，使得風電機組所聯(lián)的是一個存在電網(wǎng)不平衡、諧波畸變等多種運行風險的“弱電網(wǎng)”，風電機組及含風電電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行面臨諸多挑戰(zhàn)。因此，對負序電流及諧波注入下的風電機組運行特性進行研究，改進風電機組的控制策略，分析風電機組對近區(qū)電力系統(tǒng)的影響，對風電機組的高效穩(wěn)定并網(wǎng)運行具有重要意義。本文針對

2、負序電流及諧波電流注入下的永磁直驅風機運行特性與控制進行了研究。
　　首先，介紹了永磁直驅風電機組的數(shù)學模型與控制系統(tǒng)，分析了直驅風電機組的結構與原理，在PSCAD軟件上建立了詳細的仿真模型，分別仿真研究了負序電流與諧波電流注入下傳統(tǒng)控制的直驅風機的運行特性，仿真結果驗證了理論分析的正確性。
　　其次，提出了一種基于重復與準比例諧振復合的直驅風機網(wǎng)側變流器控制策略。根據(jù)電網(wǎng)不平衡條件下的控制目標，計算得到正負序電流指令值，在

3、兩相靜止坐標系下，采用復合控制實現(xiàn)對指令值的無靜差跟蹤，并抑制交流電網(wǎng)諧波的干擾。在提出系統(tǒng)框圖的情況下，對各個控制環(huán)節(jié)的設計方法進行了研究，評估了控制效果。仿真結果表明，該控制策略在電網(wǎng)不平衡及畸變的工況下，能有效抑制輸出有功功率的波動，降低輸出電流的諧波畸變率，驗證了控制策略的正確性。
　　最后，針對具備不平衡運行控制的永磁直驅風機，采用了一種穩(wěn)態(tài)不對稱計算方法，用以計算電網(wǎng)不平衡工況下，含直驅風機接入的系統(tǒng)的正負序分量。在正