一种新型永磁同步风力发电机并网系统

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1、第41卷第14期电力系统保护与控制V01．41NO．142013年7月16日PowerSystemProtectionandControlJuly16．2013一种新型的永磁同步风力发电机并网系统张明锐1，陈洁，王之馨，王少波2欧阳丽(1．同济大学电子与信息工程学院，上海201804；2．上海环保工程成套有限公司，上海2000703．上海电气集团股份有限公司中央研究院，上海200070)摘要：提出一种基于固态变压器的永磁同步风力发电机并网系统。在并网变流器中加入高频变压器，实现整流和逆变部分的电气隔离，高压侧变流器的输出电压达到10kV，从而减小了并网电流。在直流侧

2、增加超级电容储能装置，使风电机组具备较强的低电压穿越能力。对系统的关键控制部分进行分析设计，建立了系统仿真模型。研究结果表明，所设计的新型风电并网系统能够明显减小并网冲击电流，并具有很强的低电压穿越能力，是一种有效的永磁同步风力发电机并网方法关键词：风力发电；永磁同步发电机；固态变压器；最大风能跟踪；低电压穿越；超级电容Anewpermanentmagnetsynchronouswind-·powergenerationgrid-connectedsystemZHANGMing—rui，CHENJie，WANGZhi．xin，WANGShao．bo，OUYANGLi

3、(1．CollegeofElectronicandInformationEngineering，Ton~iUniversity，Shanghai201804，China；2．ShanghaiEnvironmentProtectionCompleteEngineeringCo．，Ltd，Shanghai200070，China；3．CentralAcademe，ShanghaiElectricGroupCo．，Ltd，Shanghai200070，China)Abstract：Thispaperputsforwardanewpermanentmagnetsynchro

4、nouswind-·powergenerationgrid·-connectedsystembasedonsolidstatetransformer．Thehigh~equencytransformeriSaddedintothepowerelectronicsconverterstorealizeanelectricalisolationbetweentherectifierandtheinverter．Theoutputvoltageoftheinvertercanbe10kVandthegrid—connectedcurrentiSreduced．Thesup

5、ercapacitorstoragedeviceisaddedtotheDCbus，SOthatthewindgenerationsystemhasstrongabilityoflowvoltageridethrough．Themodeloftheabovementionedsystemisconstructedanditskeycontrolsegmentsareanalyzedanddesigned．Thesimulationresultsshowthatinthissystem，thegrid-connectedimpactcurrentissmallandt

6、hecapabilityofLVRTisstrong．Therefore，itisakindofvalidmethodforthewindgenerationsystemtoconnecttothegrid．Keywords：windpowergeneration；permanentmagnetsynchronousgenerator；solidstatetransformer；maximumpowerpointtracking；lowvoltageridethrough；supercapacitor中图分类号：TM315文献标识码：A文章编号：1674．3415(

7、2013)14．0141．08了故障率高的齿轮箱，机械可靠性更好，发电机与0引言电网之问电气隔离，安全性也大大提高。而永磁式目前工业上广泛应用的兆瓦级变速恒频风力同步发电机采用永磁体励磁，不需要励磁绕组及电发电系统所采用的发电机主要有两种：双馈式异步刷和滑环，在简化机械结构的同时，又提高了发电发电机(Doubly．FedInductionGenerator，DFIG)和机的效。而且，采用稀土永磁可增大气隙磁密，直驱式同步发电机(Direct．DriveSynchronous缩小电机体积，又提高了电机的功率密度。近年来，Generator，DD—SG)，后者又分为