风电背靠背PWM变流器直流能量平衡新方法.PDFVIP

第 36 卷 第 7 期 电 力 自 动 化 设 备 Ｖｏｌ．36 Ｎｏ．7 ２０ 16 年 7 月 Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ Jul. ２０ 16 风电背靠背 PWM 变流器直流能量平衡新方法 王 冕 陈国柱 ， （浙 江 大 学 电气工程 学院 ，浙 江 杭 州 310027 ） 摘 要 ： 针 对基 于背靠背 PWM 变流 器的永磁 同步发 电机 （PMSG ）风 力发 电 系统 ，从 能量平衡 角度 出发 ，分析 了 引起 直流侧 能量 波动 的 2 个主要 因素 ，即风机 能量 波动 和 电 网电压 波动 ，并基 于 小信 号模 型分析 ，利 用功 率 平衡 关 系提 出了网侧 变流 器的输 出电流补偿控制策略 。 仿 真和 实验 结果表 明 ，所提 出的 电流控制策略 不仅 能 在风机 能量 波动 时保证 直流侧 电压稳 定 ，还 能在 电 网电压故 障时最 大限度 地利 用变流 器的容量 ，协 助风 电机 组 实现 穿越 ，同时降低 直流 电容容量要 求 。 关键词 ： 风 电 ； PMSG ； 背靠背 PWM 变流 器 ； 直流 电压稳 定 ； 电流控制 ； 补偿 ； 故 障穿越 中图分 类号 ： ； 文献标识码 ： ： TM ６ １４ TM 46 A DOI 10.16081／ j .issn.1006－6047.20 16.07.005 0 引言 量 失衡 ，此 方 法 只能解 决 电 网 电压 骤 升故 障且 在 电 压 上 升 幅度 较 大 时失 效 。 文 献 ［１4鄄 15 ］基 于直 流 电 随着传统能源 日渐枯竭 ，以风能和太 阳能为代表 容 电流直 接 控 制 策 略 ，以稳 定 直 流 电压 作 为 系统 首 的新能源正在改变人类能耗结构 但新能源大量接入 ， 要 控 制 目标 ；文 献 ［１6鄄 17 ］采 用 主从 控 制 方 式 ，以双 电网也给传统 电网带来 了一系列 问题 ，风力发 电场就 PWM 变流器 中的能量输入变流器作 为 主单元 ，另一 面 临着各种并 网问题 。 当前 主流 的风机类 型为双馈 个作 为从单元 跟 随主单元 功率变化 。 以上 2 种方法 感 应 发 电机 DFIG （Doubly鄄Fed Induction Generator ） 存 在 同样 的问题 ，即将 2 个 变 流器 的控 制 系统耦 合 和永磁 同步发 电机 （ PMSG Permanent Magnetic Synch鄄 在一起 ，使直 流侧 的解耦 功能失去意义 ，同时控制 复 ronous Generator ），均通过效率最 大化 的双脉宽调制 杂度 和控制设计 实现难度均增 大 。 还有一类方 案采 PWM （Pulse