不平衡電網(wǎng)下無刷雙饋發(fā)電系統(tǒng)網(wǎng)側(cè)變換器控制研究.pdf

1、無刷雙饋異步發(fā)電機由于取消了電刷和滑環(huán)，從而提高了系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性和降低了維護成本，在風力發(fā)電領(lǐng)域逐步得到重視。它通過勵磁變換器控制勵磁電流的頻率來實現(xiàn)變速恒頻控制。勵磁電流由機側(cè)變換器產(chǎn)生，而機側(cè)變換器的可靠運行需要穩(wěn)定的直流電壓，直流電壓由網(wǎng)側(cè)變換器產(chǎn)生。當電網(wǎng)電壓不平衡時，采用傳統(tǒng)控制策略將會使網(wǎng)側(cè)變換器直流側(cè)產(chǎn)生偶次諧波，交流側(cè)產(chǎn)生奇次諧波，所以尋求針對不平衡電網(wǎng)下的網(wǎng)側(cè)變換器的控制策略成為一個關(guān)鍵問題。本文以網(wǎng)側(cè)變換器作為對象

2、，對其在不平衡電網(wǎng)電壓下的工作原理、交直流功率、控制器進行了分析和設(shè)計。
　　本文首先在L型PWM變換器的工作原理的基礎(chǔ)上，在電網(wǎng)電壓不平衡條件下建立了abc坐標系、αβ坐標系、dq坐標系下的數(shù)學模型，進而根據(jù)瞬時功率理論推導了網(wǎng)側(cè)變換器交流側(cè)和直流側(cè)的功率表達。考慮到網(wǎng)側(cè)變換器的主要作用為維持直流電壓的穩(wěn)定，所以采用電壓外環(huán)、電流內(nèi)環(huán)的雙閉環(huán)控制結(jié)構(gòu)，電壓外環(huán)采取 PI控制器，電流內(nèi)環(huán)采用PIR控制器。根據(jù)發(fā)電機組的整體目標和網(wǎng)

3、側(cè)變換器自由度，推導了網(wǎng)側(cè)變換器可實現(xiàn)的四個控制策略，并據(jù)此推導出電流內(nèi)環(huán)的電流指令。電流內(nèi)環(huán)采用PIR控制器，但是R控制器的引入，增加了控制器的階數(shù)，顯著增加了控制器設(shè)計的難度。目前普遍采取的做法是先設(shè)計PI控制器，再并入R控制器，最后調(diào)整參數(shù)以期獲得較好的動靜態(tài)效果。本文提出了一種PIR控制器的綜合參數(shù)設(shè)計方法，取得了良好的效果。為了提取不平衡電網(wǎng)電壓的相位信息，本文引入了正負序同步坐標系下的鎖相環(huán)、交叉解耦自適應復數(shù)濾波器鎖相環(huán)、