电网故障下PWM整流器在风机中的应用.pdf

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1、第44卷第4期电力电子技术Vo1．44．No．42010年4月PowerElectronicsApril，2010电网故障下PWM整流器在风机中的应用谭剑中-，李圣清，徐凤星，兰宇(1．湖南工业大学，湖南株洲412007；2．株洲电业局，湖南株洲412000)摘要：PWM整流技术被广泛应用在各种领域，而在实际整流器设计过程中，很少考虑不平衡运行条件的影响，这里分析了故障条件下整流器的特性，通过一系列的坐标变换得到正负序d，q坐标下的电流指令，来修正电网正常条件下的控制策略。仿真和实验结果表明，该控制方法能改善整流器在故障条件下的输入电流，抑制谐

2、波功率．提高了直流母线电压动态响应及实现单位功率因数，从而实现整流器的不间断运行能力。关键词：整流器；电网故障；脉宽调制；风机中图分类号：TM46文献标识码：A文章编号：1000—100X(2010)04～0080—02DuringtheWindTurbineApplicationofPWMRectifierUndertheGridFaultTANJian—zhong一，LISheng—qing，XUFeng—xing，LANYu(1．H／tnanUniversityofTechnology，Zhuzhou412007，China；2．Zhuz

3、houPowerSupplyBureau，Zhuzhou412000，China)Abstract：PWMrectifiertechnologyhasbeenwidelyusedinvariousfields，whileintheactualrectifierdesignprocess，withlittleregardfortheimpactofunbalancedoperatingconditions．thecharacteristicsofrectifierunderfaultconditionsareanalyzed，throughase

4、riesofcoordinatetransformationtogetpositiveandnegativesequenced，qcoordinatesofthecurrentdirectivetofixthegridundernormalconditionsofthecontrolstrategy．Thesimulationandexperimentalresultsshowthatthecontrolmethodcanimprovetherectifierinputcurrentunderfauhconditions，inhibitharm

5、onicpower。improveddynam—icresponseandDCbusVoltagetoachieveunitypowerfactorrectifierinordertoachievecontinuousoperationalcapability．Keywords：rectifier；gridfault；pulsewidthmodulation；windturbineFoundationProject：SupportedbySciencePlanbyHunanProvince(No．2008GK3098)1引言量；，分别为整流器中

6、三相全桥交流侧输出电压的d，q轴分量；，Sq分别为开关函数d，q轴分量；∞为电网电压的目前PWM整流器广泛采用电压电流双闭环控角速度；为直流母线电压。制方式．它具有良好的动态和稳态性能【。应用领域iL广泛，如静止无功补偿、太阳能、风能等可再生能源的并网发电。传统控制策略均在三相对称电网下进行控=C【制，在实际系统中，因电网故障、大容量不对称负载的JJJ1使用等，造成了电网电压的不对称l3卅。在这种条件图1整流器主回路图下，仍需要PWM整流器提供恒定的直流电压输出．由于在上述双闭环控制器设计中只考虑了通道并保证输入电流正弦化。为此针对在电网故障条

7、件上的各环节，忽略了d，q轴电流的交叉耦合和电网电下风力发电中的PWM整流器，分析了其动态特性．压及负载电流的扰动，影响了控制系统的动态性能。对传统的双闭环控制做了改进，并对改进的控制方为提高整个PWM整流器的动态性能，需对d。q轴电法进行了仿真和实验。流进行解耦合对电网电压扰动作前馈补偿。由式(1)2电网正常时风机PWM整流器控制策略可见，q轴电流除受控制量，U的影响外，还受到整流器主回路如图1所示。同步坐标系旋转d．q电流交叉耦合项∞Li，Li和，的影响，需坐标系下电网侧PWM整流器的数学模型[5l：要寻找一种能解除d，q轴间电流耦合和消除

8、电网电压扰动的控制方法，令：++Ric-=u~，+Ri目=(2)=Ri+(1)这实际代表电流控制得到的电压指令，则有：c=(Sdi~+SM嚣彳==一t