永磁直驅(qū)風(fēng)電系統(tǒng)并聯(lián)變流器的低電壓運(yùn)行技術(shù)研究.pdf

1、目前,全球性的能源危機(jī)和環(huán)境問(wèn)題日益加劇,節(jié)能和環(huán)保成為了人們的共識(shí)。風(fēng)能作為一種清潔的可再生能源,其開(kāi)發(fā)利用受到了許多國(guó)家的關(guān)注。中國(guó)具有豐富的風(fēng)能資源,風(fēng)力發(fā)電受到了國(guó)家法律和政策上的支持,但是在技術(shù)上還落后于一些發(fā)達(dá)國(guó)家。因此,研究風(fēng)電技術(shù)勢(shì)在必行。
　　本文選取永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的變流器作為研究對(duì)象。變流器采用了雙PWM背靠背式的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),為了擴(kuò)容對(duì)變流器進(jìn)行了并聯(lián)。為了滿足并網(wǎng)要求,當(dāng)電網(wǎng)電壓出現(xiàn)跌落時(shí),變流器還要幫助

2、風(fēng)電機(jī)組實(shí)現(xiàn)低電壓穿越。首先,建立了變流器機(jī)側(cè)和網(wǎng)側(cè)的數(shù)學(xué)模型。在此基礎(chǔ)上，分別提出了機(jī)側(cè)和網(wǎng)側(cè)的控制策略。其中,機(jī)側(cè)變流器要控制永磁同步電機(jī)運(yùn)行在最優(yōu)點(diǎn),減少轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)和定子電流諧波。網(wǎng)側(cè)變流器要穩(wěn)定直流母線電壓,靈活調(diào)節(jié)功率因數(shù)。由于在變流器控制時(shí)需要獲得電機(jī)轉(zhuǎn)子的相位和電網(wǎng)電壓的相位,因此,對(duì)滑模觀測(cè)器算法和三相軟件鎖相環(huán)分別進(jìn)行了研究。其次,為了提高變流器的容量,采用了變流器共母線并聯(lián)的結(jié)構(gòu),并對(duì)并聯(lián)時(shí)的環(huán)流問(wèn)題進(jìn)行了研究。建立了

3、環(huán)流的模型,分析了環(huán)流產(chǎn)生的機(jī)理和流通路徑,進(jìn)而提出了環(huán)流的控制策略。引入環(huán)流閉環(huán),并對(duì)空間矢量調(diào)制技術(shù)做了改進(jìn),通過(guò)占空比補(bǔ)償,實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)流的抑制。再次,為了應(yīng)對(duì)電網(wǎng)電壓的跌落故障,要控制變流器提高機(jī)組的低電壓穿越能力。在分析了電網(wǎng)故障及其對(duì)機(jī)組影響的基礎(chǔ)上，提出控制策略緩解故障造成的功率不平衡和直流母線電壓波動(dòng)。此外,由于電網(wǎng)發(fā)生故障時(shí),常規(guī)鎖相環(huán)會(huì)出現(xiàn)震蕩,因此對(duì)電網(wǎng)故障鎖相技術(shù)進(jìn)行了研究。最后,在實(shí)驗(yàn)室的永磁直驅(qū)風(fēng)電平臺(tái)上驗(yàn)證了變