直驱式风力发电系统并网逆变器控制策略研究（完整版）实用资料(可以直接使用，可编辑完整版实用资料，欢迎下载）第44卷第5期2021年5月电力电子技术PowerElectronicsVol.44,No.5May,2021基金项目:台达环境与教育基金会《电力电子科教发展计划》(DRES2007002定稿日期:2021-04-03作者简介:赵梅花(1966-,女,河南洛阳人,博士研究生,副教授,研究方向为风力发电。1引言风力发电系统中,风力机与发电机之间的转速匹配是一个关键问题,低速运转的风力机与发电机一般需要通过升速齿轮箱连接。大容量齿轮箱价格昂贵、故障率高、维护困难,它的存在已成为风力发电系统进一步发展的瓶颈。因此,研究开发直驱式风力发电系统是提高效率和可靠性的有效途径之一。在变速恒频的直驱式风力发电系统中,网侧逆变器是连接发电机和电网的核心元件,对其控制策略的研究尤为重要。建立了直驱式风力发电系统中并网逆变器的数学模型,在此基础上采用空间矢量脉宽调制(SVPWM方式和电网电压合成矢量定向的控制策略[1-2],实现有功功率和无功功率的解耦控制。并通过试验结果证明了方案的可行性和正确性。2控制系统描述图1示出直驱式风力发电系统结构。该系统主要由风力发电机PMG[3]、整流装置和网侧逆变器组成。3并网逆变器动态数学模型图1中,设三相电网电压为:ea=eb=ec=Emsinωt(1式中:Em为相电压峰值;ω为电网角频率。设网侧线路总电阻为R,可得:uk=Rik+Ldikdt+ek,k=a,b,c(2式中:ik,uk分别为并网逆变器输出电流和输出电压。经变换,在两相静止α,β坐标系下数学模型为:uαuβωω=23姨1-1/2-1/2姨/2-姨/ωω2uaubuc姨姨姨姨姨姨姨姨=Riα+Ldiαdt+eαRiβ+Ldiβdt+eβωωT(3从两相静止坐标系变换到两相旋转坐标系得:edeqωω=cosωtsinωt-sinωtcosωωωteαeβωω(4直驱式风力发电系统并网逆变器控制策略研究赵梅花1,2,阮毅1,杨勇1(1.上海大学,上海200072;2.洛阳理工学院,河南洛阳471023摘要:在风力发电网侧逆变器动态数学模型基础上,采用空间矢量脉冲宽度调制(SVPWM方式和电网电压合成矢量定向,实现了电流有功分量和无功分量的解耦及功率因数的可调控制。对该设计方案进行了动态响应过程的试验研究。试验结果表明,系统动态响应快,性能和电流正弦度良好,谐波分量小,同时验证了该方案的可行性和正确性,为直驱式风力发电系统的进一步研究提供了可靠的理论依据。关键词:风力发电;并网逆变器;电网电压矢量定向中图分类号:TM614;TM46文献标识码:A文章编号:1000-100X(202105-0004-02TheControlStrategyStudyofGrid-connectedInverterinDirect-drivenTypeWindPowerSystemZHAOMei-hua1,2,RUANYi1,YANGYong1(1.ShanghaiUniversity,Shanghai200072,China;2.LuoyangInstituteofScienceandTechnology,Luoyang471023,ChinaAbstract:Basedondynamicmathematicalmodelofthewindpowergrid-connectedinverter,withthespacevectorpulsewidthmodulation(SVPWMmethodandgridvoltagevectororiented.Thedecouplingforthecurrentactivecomponentandre-activecomponentisrealized,andthepowerfactorcanbeadjusted.Thefeasibilityandcorrectnessofcontrolstrategyareveri-fiedbyexperiment.Theexperimentalresultsshowthatthesystemhasafastdynamicresponse,goodsinusoidalcurrentandsmallharmoniccomponent.Thispaperprovideareliabletheoryforthefurtherstudytodirect-driventypewindpowersystem.Keywords:windpowergeneration;grid-