双馈风电系统网侧变换器优化补偿控制策略

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1、第49卷第12期电力电子技术Vo1．49，No．122015年12月PowerElectronicsDecember2015双馈风电系统网侧变换器的优化补偿控制策略张迪，魏艳君，李向丽，漆汉宏(燕山大学，电气工程学院，河北秦皇岛066004)摘要：针对不平衡电网电压下励磁变换器的直流母线电压振荡问题，在两相静止，坐标系下，提出一种基于滑模变结构直接功率控制(DPC)的网侧变换器(GSC)新型功率优化补偿控制策略，消除了不平衡电网电压下交流侧阻抗所引起的直流母线电压的振荡，改善了系统在不平衡电网电压下的运行性能。实验表明了该功率优化补偿控制策略的正确性和有效性。关键词：变换器；不平衡电网电压

2、：直接功率控制中图分类号：TM46文献标识码：A文章编号：1000—100X(2015)12—0066～04ANovelOptimizationMethodtoCompensatePowerforGrid．sideConverterofDoubly-fedWindPowerGenerationSystemZHANGDi，WEIYan-jun，LIXiang-li，QIHan—hong(Yansht71zUniversity，Qinhuangdao066004，China)Abstract：Anoveloptimizationmethodtocompensatepowerbasedondir

3、ectpowercontrol(DPC)isproposedunderunbalancedgridvohageconditions，whichcaneliminatefluctuationsoftheDC—busvoltagebycompensatingpowerOS—cillatingcomponentsoftheAC—sideimpedanceandenhancetheoperationalperformanceofwindpowersystemundergridfaults．Experimentalresultsconfirmthereliabilityandvalidityofth

4、eproposedcontrolstrategy．Keywords：eonve~er；unbalancegridvoltage；directpowercontrolFoundationProject：SupposedbyAppliedBasicResearchProgramsofScienceandTechnologyCommissionFounda．tionofHebeiProvinceChina(No．13964304D)；ResearchFundfortheDoctoralProgramofHigherEducationofChina(No．20121333110007)1引言下分析

5、了GSC交流侧阻抗对直流母线电压稳定性的影响：并提出一种能完全消除直流母线电压双馈风电系统中励磁变换器控制性能优劣直二倍频振荡的新型GSC功率优化补偿控制策略：接影响整个机组的运行⋯。其常采用的两个背靠背该控制策略控制结构简单、鲁棒性强．改善了系统方式连接的电压型脉宽调制(PWM)变换器，即GSC在不平衡电网电压下的运行性能。和转子侧变换器(RSC)，它们通过直流母线相连，直流电压稳定性对变换器乃至整个系统稳定运行2基于SMC和DPC的GSC控制策略均具有重要意义。直流母线电压通常采用GSC进GSC的控制系统一般采用双闭环结构，由电行控制，在不平衡电网电压条件下，负序分量引起压外环控制直流

6、母线电压．通过电流或功率内环GSC输出的有功和无功功率产生二倍频振荡．进实现对输入功率因数的调节。而使得直流母线电压出现波动。为抑制直流母线2．1网侧变换器数学模型电压波动，文献[2—3]采用基于DPC技术的功率补GSC的拓扑结构如图1所示。偿方案，但均未考虑交流侧阻抗功率波动影响．因此并未能完全消除直流母线电压上二倍频振荡。针对上述问题，这里在不平衡电网电压条件D兰-=。

7、7。L叵一基金项目：河北省应用基础研究计划重点基础研究项目(13964304D)；教育部高等学校博士学科点专项科研基金(2．(=a，b，c)为电网相电压；为并网电流(定义流出电网的电流方0121333110007向为正

8、)；“为GSC交流侧输出电压；为直流母线电压；为直定稿日期：2015—10—29流侧负载电流；，为GSC交流侧滤波电感及等效线路阻抗。作者简介：张迪(1986一)，男，河北邢台人，博士，研究方图1网侧变换器主电路拓扑向为风力发电系统及其并网控制技术。Fig．1MaincircuittopologyofGSC66双馈风电系统网侧变换器的优化补偿控制策略由图1可得，，坐标系下GSC数学模型为：fdSsl／dt=一K11SgI