具有限定功率运行永磁直驱风力发电并网控制设计

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1、第42卷第2期电力系统保护与控制Vl01．42NO．22014年1月16日PowerSystemProtectionandContro1Jan．16．2O14具有限定功率运行的永磁直驱风力发电并网控制设计任碧莹，同向前，刊、向东(西安理工大学自动化与信，gzr_程学院，陕西西安710048)摘要：当风力发电或光伏电站这些间歇式可再生能源因外界环境影响而出力过高时，会使得配网系统潮流发生变化，并网处电压会超出运行的安全限值范围。为使系统处于可控范围，可对这些能源进行实时容量限制。对直驱式永磁同步风力发电系统的控制策略进行了研究，分

2、析了风机输出功率曲线，设计了最大风能跟踪和限定功率运行输出的控制方法和系统后级逆变并网控制方法，使得风力发电系统具有最大功率跟踪或限定功率运行、并网有功／无功功率独立控制等功能。最后建立了风力发电并网系统仿真模型，仿真结果对所设计控制策略进行了验证。关键词：风力发电；最大风能跟踪；限定功率运行；并网控制Grid--connectedcontroldesignfordirectly-drivenPMwindgenerationwithlimitedpoweroperationRENBi-ying，TONGXiang-qian，SU

3、NXiang-dong(FacultyofAutomationandInform~ionEngineering，Xi’anUniversityofTechnology，Xi’an710048，China)Abstract：Whentheintermittentrenewableenergies，suchaswindgenerationorPVplant，generatemorepowersundertheconditionoftheenvironmentalinfluence，thetidalcurrentofthedistri

4、butionnetworkwillchangeandthevoltageattheconnected—gridpointmayexceedthesafelimitedrange．Inordertoavoidtheabovephenomenon，itcouldbedonetolimittheoutputenergyforthesepowergenerationsystems．Thecontrolmethodsforthedirectly—drivenpermanentmagnet(PM)windgenerationsystemar

5、estudied，outputpowercurvesofthewindturbineareanalyzed，controlmethodsoftheoptimalwind—energytrackingorlimitingpoweroperationandend-stagecontrolstrategyofthesystemaredesigned．ThismakeswindgenerationsystemandPVgenerationsystemhavethefunctionsofMPPTorlimitingpoweroperati

6、on，andindependentcontrolofgrid-connectedactivepowerandreactivepower．Atlast，thesimulationmodelofwindgenerationsystemisbuilt，andthecontrolstrategyisverifiedbythesimulationresults．Keywords：windgeneration；optimalwind-energytracking；limitingpoweroperation；grid-connectedco

7、ntrol中图分类号：TM76文献标识码：A文章编号：1674．3415(2014)02—0087．06当风力发电这种间歇式可再生能源大规模接0引言入电网时会带来一些问题，比如：增大调峰、调频目前风力发电主要集中在两个方向：双馈感应难度，电网电压控制难度加大，可能会因为这些电发电技术和直驱式永磁同步发电技术IlJ。直驱式永磁源出力高而负荷需求较低情况下对配网渗透深，进同步发电技术中没有齿轮箱，且在低风速情况下仍可而对配网电能质量造成影响J。对于大量的以普通高效发电，同时低电压穿越时，只需对并网控制采取异步发电机为对象的恒速恒频方

8、式风力发电并网，相应的策略，而不会影响到电机侧整流器以及电机系当风机出力越高，其无功需求增大，机端电压降低，统的正常运行【2J。无论双馈感应发电的变速恒频并网常采用无功补偿方式来调节电压。对于大容量的变还是直驱式永磁同步并网通常采用最大风能跟踪方速恒频双馈感应电