摘要：提出了一种新型的风力发电全功率变流器,由电机侧自耦调压整流器(ATRU)和网侧Z源逆变器(ZSI)组成,具有结构简单、可靠性高、转换效率高等优点,为风力发电系统提供了一种可选的解决方案。文中首先简要地介绍了ATRU和ZSI的基本工作原理,对ATRU在变速风电机组中应用的可行性展开了推导分析,提出了相关设计要求。随后,针对网侧ZSI,详细地分析了其输入电压和直流链电压之间的内在关系,揭示了发电机和逆变器之间的参数匹配要求。设计了一种系统控制策略,实现了机组的最大功率跟踪,并提出了一种基于输入电压前馈的逆变器直流链电压控制方法,保证机组在各种风况下直流链电压的恒定。最后,设计了一套仿真实例,结果验证了新型全功率变换器及其控制策略的可行性和正确性,为下一步工程实现奠定了理论基础。

摘要：根据工程应用要求,分析了双PWM控制型全功率变流器控制系统的特点。着重研究了兆瓦级全功率变流器控制系统硬件搭建和软件控制的设计,并按照设计方案制造出了全功率变流器样机。样机通过各项型式试验测试,结果表明系统运行稳定,效果良好,达到了设计要求。

摘要：基于2.5 MW永磁同步风电机组系统结构及低电压穿越(LVRT)要求,对实现全功率变流器LVRT功能的控制策略进行了研究。针对电网正常及故障工况,详细阐述了电网电压幅值的快速检测算法和基于正序分量提取的锁相环设计,分析并设计了输出三相电流对称控制目标下直流电压、斩波回路、有功电流及无功电流的控制算法。dSPACE半实物仿真及实际试验结果表明,应用该控制策略能达到预期目标,不仅满足了全功率变流器风电机组LVRT运行的要求,而且还保证了并网电流品质,并具有高电压穿越(HVRT)功能。

摘要：在弱电网特征下的电力系统运行环境中,传统的电流源型变流器控制方式容易出现振荡现象,这增加了风电机组的穿越难度和脱网概率。文章基于虚拟同步发电机技术(virtual synchronous generator,VSG),结合电压源型变流器控制方式和电流源型变流器控制方式,设计了一种新型的电压源型变流器的控制策略。其在正常并网运行条件下,采用电压源型变流器控制方式,有功控制通过VSG增加有功补偿,无功控制前端注入无功电流;在启停机和高低电压穿越工况下,采用电流源型变流器控制方式。该控制策略融合了电压源型变流器控制方式与电流源型变流器控制方式两者的优点,不仅具备频率支撑特性,同时还具备快速的有功无功响应能力。对全功率风电变流器的并网过程、有功无功响应及高低压穿越过程进行仿真和样机实验,结果显示,所提新型控制方案在风电变流器各运行工况下都能取得很好的控制效果,使风电机组具备良好的稳态及动态性能,并能很好地适应新能源并网的需求。

摘要：鉴于传统控制策略在鼠笼式电机风力发电全功率变流器稳定性、控制性能、效率与可靠性方面存在明显缺陷,跟据感应发电机的特点,提出一种基于模型参考自适应算法的不带速度传感器控制策略。根据Popov超稳定性定理,设计该控制算法速度估计方案,最后通过仿真验证控制效果。仿真图形显示,在仿真过程中速度估计值随实际值变化,并且误差较小,控制系统稳定、效率高,验证了该方案可行性。

摘要：在兆瓦级直驱风电系统中,发电机定子电压等级通常采用较低的690V,而定子电流等级则很高,给全功率变流器的设计和制造造成了的困难,特别是效率问题比较突出。提出一种基于直驱多相永磁同步发电机和三电平混合式变流器的技术方案,用以替代传统的三相发电机和两电平变流器并联方案,具有更好的谐波性能和效率。讨论不同变流器拓扑在方案中的应用及其参数设计方法,并在谐波、效率和成本方面进行了比较。

摘要：提出了一种基于变流器的失速型风电机组低电压穿越改造方案。该方案采用全功率背靠背变流器,机侧变流器稳定定子电压,网侧变流器稳定直流母线电压并发出无功电流,实现了机组在电压跌落期间的有功平衡和无功补偿。结合失速型风电机组的特点,提出了一种以稳定定子电压为控制目标的机侧控制策略,并设计了电压电流双闭环控制来抑制机侧滤波电路带来的振荡。在MATLAB/Simulink中建立了780kW失速型风电机组仿真模型,并在110kW电机平台上进行了实验,验证了方案的可行性。

摘要：为了提高直驱型变速恒频风力发电系统的功率等级,提出一种多组变流器相互并联且直流母线相互独立的并联策略。针对零序环流问题,分别在三相静止坐标系和同步旋转坐标系下进行了分析,得出了所采用拓扑的数学模型及等效电路,揭示了零序环流产生的根本机理,即它是由并联变流器之间三相占空比零轴分量的不一致及直流母线电压的不一致造成的,并证明了机侧零序环流与网侧零序环流是互相耦合的,进而设计了零序环流控制器,很好地抑制了零序环流,解决了不均流、三相电流畸变等问题。最后对一组直驱型风力发电实验平台进行了仿真及实验验证,证明了上述分析及控制策略的正确性。

摘要：直驱风力发电机组的全功率变流器并网前直流母线电容处于完全放电状态,为了避免并网时的大冲击电流对网侧断路器、母线电容等产生损害,需要设计预充电电路在变流器调制前将直流母线电容充电到一定的电压值。本文在分析了常见预充电电路缺点的基础上,对三相和单相全桥预充电电路原有设计方法进行优化,并用仿真结果验证了改进后方法的准确性。另外,对于直流母线电容容量较大的变流器,推荐了一种低功耗电容式预充电电路。

摘要：IGBT关断过电压抑制是变流器中一个重要的研究课题。文章对比分析了各种关断过电压抑制方法的优缺点,得出有源箝位是抑制关断过电压最优方式的基本结论,同时设计并试验了一种用于风力发电变流器的带有源箝位功能的栅极驱动器。结果表明,该驱动器可将IGBT的关断过电压限制在一定的范围内,完全满足风电变流器的应用要求。