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  • 直驅風力發電系統三電平變換器控制策略研究_季小康

    直驅風力發電系統三電平應用

    第2期2014年3月

    電源學報

    JournalofPowerSupply

    中圖分類號:TM344.1

    文獻標志碼:A

    No.2Mar.2014

    DOI:10.13234/j.issn.2095-2805.2014.2.78

    直驅風力發電系統三電平變換器控制策略研究

    季小康,廖勇

    (重慶大學電氣工程學院輸配電裝備及系統安全與新技術國家重點實驗室,重慶400044)

    摘要:針對基于NPC型三電平變換器的永磁直驅風力發電系統存在的直流側電容中性點電位不平衡問題繼續研究。根據NPC型三電平變換器的特點,采用簡化SVPWM調制算法,采用實時電流監測(Real-timeCurrent

    Detection,RCD)電位平衡控制策略,結合機側變換器、網側變換器所采用轉子磁場定向控制策略和電網電壓定向控

    制策略,建立了三電平永磁風力發電系統變換器控制策略,在實現最大風能跟蹤、有功無功解耦控制的同時抑制了中性點電位不平衡?;贛ATLAB/Simulink仿真環境搭建系統模型,通過仿真驗證控制策略的可行性和正確性。

    關鍵詞:直驅風電系統;NPC三電平;電位平衡;SVPWM算法;實時電流監測

    ControlStrategyStudyonThree-levelNPCConvertersofDirect-drivenWindPowerGenerationSystem

    JIXiao-kang,LIAOYong

    (StateKeyLaboratoryofPowerTransmissionEquipment&SystemSecurityandNewTechnology,

    ChongqingUniversity,Chongqing400044,China)

    Abstract:Researchesonthedirect-drivenwindpowergenerationsystembasedonthepermanentmagnetsynchronousgenerator,usingthediodeneutral-point-clampedthree-levelconvertersweremadecontinuously,andtheproblemabouttheDC-linkCapacitorneutralpointVoltageUnbalance(CVU)gotthemostattention.Accordingtothefeatureofthediodeneutral-point-clampedthree-levelconverterusedinthesystem,simplifiedSpaceVectorPulseWidthModulationwasutilizedandtheReal-timeCurrentDetectioncontrolstrategy(RCD)wasproposed.Inconsiderationofthefactthatthegeneratorsideadoptedrotorfluxlinkageorientedvectorcontrolstrategyandthegridvoltageorientationvectorcontrolwasappliedtotheconverteratpowergridside,anoverallstrategyaboutthecontroloftheconvertersusedinthewindpowergenerationsystemwascreatedtorealizethemaximumwindenergytracking.Theactivepowerandreactivepowercouldbedecoupledandcontrolledseparatelyandcapacitorneutralpointvoltageunbalancehadbeenbroughtundereffectivecontrol.ThewholesystemsimulationmodelwasestablishedinMATLAB/Simulinksoftwareenvironmentandsimulationresultsverifiedthecorrectnessandfeasibilityofthecontrolstrategy.

    Keywords:direct-drivenwindpowergenerationsystem;neutral-point-clampedthree-level;voltagebalance;spacevectorpulsewidthalgorithm;real-timecurrentdetection

    引言

    近年來,風力發電及其相關技術得到迅速發展,永磁直驅式風力發電系統因其結構特殊,能夠提高系統整體運行效率和可靠性,受到了越來越多

    收稿日期:2013-11-29

    的關注。直驅型風力發電系統中,發電機定子端輸出變頻變幅交流電,需要通過全功率變換器將其變換為恒頻恒幅交流電。目前,國內風力發電系統采用690V額定電壓的兩電平變換器。隨著風電機組單機容量的增大,全功率變換器的容量也隨之加大,因此應用于風力發電系統的多電平變換器得到

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