基于矢量解耦控制风电并网逆变器研究

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1、电气传动2010年第4O卷第9期ELECTRICDRIVE2O1OVo1．40No．9基于矢量解耦控制的风电并网逆变器研究张厚升，赵艳雷(山东理工大学电气与电子工程学院，山东淄博255049)摘要：三相PWM逆变器是风力发电并网系统的主要部分，开发高性能的逆变器控制策略已成为研究的重点。在对风力发电并网逆变器系统数学模型分析的基础上，对逆变器在三相同步旋转坐标系下的数学模型进行了推导与分析，提出了一种矢量解耦控制策略，对直流侧电容电压的平衡进行了分析与补偿设计，给出了矢量解耦控制算法的软件流程。实验结果表明，该控制策略能获得较好的控制性能

2、，并能实现单位功率因数校正。该逆变器运行效率高，可靠性好。关键词：风力发电；并网逆变器；矢量解耦控制；比例积分调节器中图分类号：TM921文献标识码：BResearchonWindPowerGrid—connectedInverterwithVectorDecouplingControlZHANGHou—sheng，ZHAOYan—lei(SchoolofElectrical&ElectronicEngineering．ShandongUniversityofTechnology，Zibo255049，Shandong，China)Abs

3、tract：Developingahighperformancecontrolstrategyisasignificantpointinthree—phasePWMinvert—er，whichisanimportantpartofwindpowergeneration．Onthebasisofanalyzingthemodelingofgrid—con—nectedinverterforwindpowergenerationsystem，themathematicalmodelofgrid—connectedinverteratthet

4、hree—phasesynchronousrotatingcoordinatesystemwasanalyzedanddeduced．Anovelvectordecouplingcon—trolstrategywasproposed．OnthebasisofanalyzingthebalanceoftheDCsidecapacitorvoltage，thecorre—spondingvoltagedeviationcompensationwasdesigned．Thesoftwareprocessofvectordecouplingcon

5、trolalgo—rithmwasgiven．Experimentalresultsofsteadytestanddynamicstatetestprovethattheproposedcontrolstrategyhasthesatisfactorycontrolperformance，anditcanachieveunitypowerfactorcorrection．Theeffieien—cyofproposedinverterishigh，thereliabilityiswel1．Keywords：windpowergenerat

6、ion；gridconnectedinverter；vectordecouplingcontrol；PIregulator有关PWM逆变器的研究与应用越来越广泛，其1引言中，逆变器的控制技术是关键，国内外纷纷展开这随着现代社会对能源需求的不断增加而传统方面的研究工作。目前，国内外对并网逆变器的能源的供应不断枯竭，作为一种新的发电方式，风研究普遍采用电流控制策略口]，这种控制策略力发电赢得了非常重要的发展机遇I】]。由于风能在并网状态下控制并网电流与市电电压同频同具有不稳定性和随机性，风力发电机发出的电能相，直接通过调节并网电流的大小来控制

7、并网有是电压、频率随机变化的交流电，必须采取有效的功功率，具有响应迅速、功率因数高等优势[6。电力变换措施后才能够将风电送人电网。为了改为了对电力系统无功功率进行补偿，大功率进风力发电机发电系统的运行性能，近年来发展的风力发电系统必须满足能够对系统的有功功率了基于交一直一交变流器的变速风力发电系统_2]。和无功功率进行独立的解耦控制，文献[9]提出了在交一直一交变速风力发电系统乃至目前发展特别一种基于SVPWM的控制策略并且能够对电网迅速的三相并网型太阳能和风力发电系统当中，的谐波进行补偿控制，文献[1o]在文献[9]的基础基金项目：国家

8、自然科学基金项目(50807034)作者简介：张厚升(1976一)，男，硕士，副教授，Email：zhseda@163．corn28张厚升，等：基于矢量解耦控制的风电并网逆变器研究电气传动20