PMSG機(jī)組的低電壓穿越技術(shù)研究.pdf

1、近年來，風(fēng)力發(fā)電以技術(shù)成熟、成本低和大規(guī)模開發(fā)利用的優(yōu)勢成為新能源發(fā)展最快、最具競爭力的技術(shù)。風(fēng)電場接入電網(wǎng)后與電網(wǎng)之間的相互影響已不能忽略。如果風(fēng)電機(jī)組不具備低電壓穿越能力(Low voltage ride through，LVRT)，當(dāng)電網(wǎng)電壓降落后，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組會(huì)大面積脫網(wǎng)，對電網(wǎng)穩(wěn)定性造成影響。
　　永磁同步發(fā)電機(jī)組（permanent magnet synchronous generator，PMSG）已成為新建風(fēng)電場主

2、要機(jī)型。如何在并網(wǎng)點(diǎn)電壓跌落期間避免機(jī)側(cè)和網(wǎng)側(cè)有功失配，快速穩(wěn)定直流鏈電壓，是PMSG實(shí)現(xiàn)LVRT的關(guān)鍵問題。本文主要針對提高永磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的低電壓運(yùn)行能力展開相關(guān)研究工作。
　　分析永磁同步發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行機(jī)理，搭建各主要部分在 dq旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系的數(shù)學(xué)模型。研究了全功率變流器常規(guī)控制策略，機(jī)側(cè)變流器采用基于轉(zhuǎn)子磁場定向的零d軸控制方法，網(wǎng)側(cè)變流器應(yīng)用基于傳統(tǒng)電網(wǎng)電壓定向控制策略。
　　為提升網(wǎng)側(cè)變流器的穩(wěn)壓與能量轉(zhuǎn)移能力，緩

3、和電網(wǎng)故障期間的系統(tǒng)能量失衡，實(shí)現(xiàn)對直流母線電壓的快速控制，采用一種基于模式切換的PMSG機(jī)組低電壓穿越控制策略，該策略在電網(wǎng)電壓正常和故障時(shí)進(jìn)行控制模式切換，選擇網(wǎng)側(cè)變流器或機(jī)側(cè)變流器來控制直流電容電壓。另外，為加快直流母線控制速度，提出了一種改進(jìn)前饋方法，加快了控制速度，降低了直流母線電壓的峰值。
　　當(dāng)電壓深度跌落時(shí)，受網(wǎng)側(cè)變流器自身功率限制和動(dòng)態(tài)無功支撐要求，網(wǎng)側(cè)變流器有功輸出能力會(huì)降低，僅依靠網(wǎng)側(cè)變流器無法抑制直流母線電

4、壓驟升。為此，提出基于機(jī)側(cè)-網(wǎng)側(cè)有功協(xié)同的直流母線電壓控制策略，此方法能快速抑制直流鏈電壓波動(dòng)且能改善PMSG低電壓穿越能力。
　　介紹了不對稱跌落下的兩種常用控制方法，而正負(fù)序分離是實(shí)現(xiàn)不對稱電壓跌落下并網(wǎng)逆變器控制的關(guān)鍵，即對正負(fù)序分離方法做了歸類及綜述，并選取了四種方法：直接濾波器法、延遲消去法、全微分法、正交濾波器法。對比了理想電壓跌落，含諧波電壓跌落和頻率偏移電壓跌落三種情景下的分離性能。仿真分析了各種方法的優(yōu)劣。在基于