低開關(guān)頻率下三電平風電變流器的控制技術(shù)研究.pdf

1、隨著風力發(fā)電的快速發(fā)展，海上風電具有不占用土地、環(huán)境影響小和風速穩(wěn)定等優(yōu)點，逐漸成為風電發(fā)展新趨勢。由于海上風電基礎(chǔ)造價高，為節(jié)約安裝成本，海上風電呈現(xiàn)出單機功率大的特點，且海上風電變流器多采用直驅(qū)、中壓方案。隨著并網(wǎng)電壓電流等級提高，功率器件的開關(guān)損耗也隨之升高，為保證中壓變流器能安全運行，兆瓦級中壓變流器的開關(guān)頻率一般小于1kHz。隨著變流器開關(guān)頻率降低，會導致輸出電流中含有大量開關(guān)頻率帶諧波，增加了濾波器設計難度，還會引起PWM嚴

2、重的脈沖延時，降低了中壓變流器系統(tǒng)的控制性能。為研究提高低開關(guān)頻率下中壓風電變流器的控制性能，主要從以下幾個方面進行研究:
　　(1)為提高系統(tǒng)的等效開關(guān)頻率，分析對比了不同種類斷續(xù)脈寬調(diào)制策略的特點，給出了斷續(xù)脈寬調(diào)制算法下功率管損耗的通用計算方法。分析了不同斷續(xù)脈寬調(diào)制策略對功率器開關(guān)損耗和導通損耗的影響，為提高系統(tǒng)的等效開關(guān)頻率提供了理論依據(jù)。
　　(2)給出了基于空間矢量合成方法實現(xiàn)不同種類斷續(xù)脈寬調(diào)制策略的詳細過程

3、，提出了一種斷續(xù)脈寬調(diào)制策略的中點平衡控制方法，在調(diào)節(jié)中點電位過程中系統(tǒng)等效開關(guān)頻率能基本保持恒定。
　　(3)分析了網(wǎng)側(cè)變流器前饋解耦PI控制的零極點分布，給出了低開關(guān)頻率對電流調(diào)節(jié)器解耦性能的影響，分析對比了在連續(xù)和斷續(xù)策略下網(wǎng)側(cè)變流器控制性能，給出了不同功率因數(shù)下系統(tǒng)開關(guān)損耗最優(yōu)的調(diào)制策略。
　　(4)基于低通濾波積分補償?shù)挠来磐诫姍C轉(zhuǎn)子磁鏈檢測，給出了基于轉(zhuǎn)子磁鏈定向的永磁同步電機矢量控制方法，在此基礎(chǔ)上分析了永磁