直驱风力发电系统变流器控制系统的研究

风力发电是新能源发电的主力军,近年来获得了快速的发展。直驱式风力发电系统是变速恒频风力发电的主流机型之一,因其省略了齿轮箱的显著优点,成为最具发展前景的风力发电系统。直驱式风力发电系统的发电机通过背靠背双PwM全功率变流器接入电网,机侧和网侧变流器之间通过直流电容器连接,变流器的控制成为电能变换的核心。随着风力发电在电网中比例的增加,风电对电网的影响开始显现出来,在电网电压跌落时,为了不对电力系统的安全运行造成危害,风机不能随意脱网,必须具备一定的低电压穿越能力,而在传统的变流器控制方式下,需要在直流侧并联额外的保护设备,不利于系统散热且增加了系统成本,因此本文提出了一种改进的控制策略,能够在电网电压跌落导致网侧变流器输出功率降低的同时,限制发电机输出的电磁功率,从而维持直流侧电压的平衡,提高了系统的低电压穿越能力。在MATLAB仿真平台上搭建了直驱式风力发电系统的仿真模型,采用直流电压利用率较高的SVPWM调制策略,分别对电网电压正常情况和电网电压跌落情况下的变流器控制策略进行了验证,并在电网电压跌落时,对传统的控制策略和改进的控制策略的控制效果进行了对比,结果表明改进的控制策略具有更好的低电压穿越能力。