【摘 要】
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针对双馈风电变流器在电网发生故障下的运行状况,本文通过理论分析和方法改进,进行了仿真研究和实验验证,取得了一些具有学术科研和工程应用价值的成果。(1)建立了三相静止坐
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针对双馈风电变流器在电网发生故障下的运行状况,本文通过理论分析和方法改进,进行了仿真研究和实验验证,取得了一些具有学术科研和工程应用价值的成果。(1)建立了三相静止坐标系以及dq同步旋转坐标系下的DFIG系统数学模型,推导出网侧变流器和机侧变流器的数学模型及相应的控制策略,并对电网故障下DFIG系统的暂态响应特性进行了详细分析。(2)设计了能够实现电网电压正负序快速准确分离的双二阶广义积分器锁频环(DSOGI-FLL)和带有谐波补偿特性的比例谐振(PR)控制器。结合上述的锁频环和PR控制器得到改进的网侧和机侧变流器控制策略。有效抑制了网侧变流器过流和减小母线电压波动;提高了机侧变流器抑制谐波电流的能力,明显减小了故障尖峰电流,实现了一定程度的低电压穿越功能。通过仿真比较分析,验证了改进控制策略的正确性和有效性。(3)设计了网侧变流器和机侧变流器的协同控制策略,通过增加系统无功输出增强了电网电压的恢复能力。在严重电网低电压故障下,采用了增加并联动态电阻的Crowbar电路的协同控制。对Crowbar电路的保护原理进行分析并设计了相应的控制策略,给出了一种阻值选取和投切时间选择的有效方案。(4)最后设计了风电变流器系统相应的硬件电路和软件程序。在7.5kW的双馈电机实验平台上完成了实验验证。
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