1．5mw永磁直驱风电并网变流器矢量控制研究

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1、第45卷第11期电力电子技术Vo1．45，No．I12011年l1月PowerElectronicsNovember20111．5MW永磁直驱风电并网变流器矢量控制的研究王硕，金新民，赵新，王恋(北京交通大学，新能源研究所，北京100044)摘要：随着社会和经济的持续发展，人们对能源的需求不断增长，导致传统的化石燃料越来越紧缺，而风能作为一种清洁的可再生能源，受到了很多国家的青睐。目前我国的大功率直驱风力发电并网变流器很大部分还依赖于进口，尤其是对变流器的控制还不成熟，因而对其研究也至关重要。这里介绍了双PWM系统的拓扑结构，对永磁直驱风电并网变流器网侧和机侧的控制方法进行了研究，并通过仿真验

2、证了其控制策略的可行性。对研制的1．5MW直驱风电并网变流器样机进行了互馈实验．实验表明对机侧和网侧变流器的控制策略满足并网变流器的控制要求。关键词：风电机组；并网变流器：双脉宽调制中图分类号：TM315文献标识码：A文章编号：1000一lOOX(2011)11-0041—03ResearchontheVectorControloftheGrid．connectedConverterf0r1．5MWPermanentMagnetDirect-drivenWindTurbineWANGShuo，JINXin—min，ZHAOXin，WANGLian(NewandRenewableEnergyRe

3、searchInstituteofBeijingJiaotongUnweni~，Belling100044，China)Abstract：Withthesustainabledevelopmentofthesocietyandeconomy，thedemandfortheenergyisgrowingrapid—lyresultinanincreasingshortageofthetraditionalfossilfuels．Windenergy，asacleanrenewableenergy，hasbeenpopularinmanycountries．Wearestilldependsoni

4、mpoasforthepowerconverter，especiallyforthecontrolofitwhichmakesitmoreimportanttostudy．ThetopologyofthedoublePWMisintroduced．Thecontrolstrategiesofline—sideconve~erandgenerator—sideconverterarebothdiscussed．Thesimul~ionsandexperimentsofthegrid—connectedconverterfor1．5MWpermanentmagnetdirect—drivenwin

5、dturbinedemonstratethecorrectnessoftheresearchresults．Keywords：windturbine；grid—connectedconve~er；doublepulsewidthmodulation1引言变速范围的发电系统中的应用将越来越广泛[4-。这里首先对兆瓦级永磁直驱风电变流器控制方法风能作为一种清洁的可再生能源而备受青进行了研究，并通过仿真进行了验证。最后通过对睐。自1990年以来，风力发电技术得到了飞速发1．5MW永磁直驱风电并网变流器的样机进行互展。全球风力发电累计装机容量平均每年增长超馈实验。证明了所述控制策略的可行性。过20％[

6、11。至2020年，全球风力发电装机容量将达到l200GW，风力发电量将占发电总量的l2％【。2双脉宽调制系统结构为了在较宽的风速变化范围内实现最大风能捕在风电变流系统中。为便于分析，通常将电网获。变速恒频机组应运而生，通过变流器控制发电侧变流单元称为网侧变流器，将发电机侧变流单机输出功率随风速变化，从而使风能利用率大幅元称为机侧变流器。对于大功率永磁直驱风电机提高[3]。目前，主流的变速恒频机组可分为基于双组并网变流器的主电路拓扑而言．主要有2种常馈感应发电机的齿轮驱动型机组和基于永磁同步见拓扑：①基于二极管被动整流的拓扑。其机侧采发电机(PMSG)的直接驱动型机组两类。用不控整流的电路结构

7、．然后通过一个升压斩波器虽然目前双馈风机所占市场份额较大。但随调节其输入电流，控制发电机的负载转矩，从而实着永磁材料价格的下降。性能的提高以及新材料现对发电机转速的调节：②机侧和网侧变流器均的出现，永磁直驱风机在各种功率、高可靠性、宽采用相同的主动整流的拓扑结构．一般也称其为双PWM或背靠背拓扑结构，如图1所示。该拓扑定稿日期：2011—06—16结构克服了采用二极管整流桥导致的整流器输入作者简介