基于新颖结构直驱式风力发电低电压穿越技术

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1、2012年11月⋯～⋯t—_⋯●⋯'⋯一PowerElectronicsNovember2012基于新颖结构的直驱式风力发电低电压穿越技术孙梅，杨杰，徐世周(中国矿业大学，信电学院，江苏徐州221008)摘要：阐述了Vienna整流器的工作原理和控制策略。说明了应用Vienna整流器后的三电平直驱式风力发电变流器相对于传统拓扑结构的优越性；分析了直驱式风力发电系统低电压穿越(LvRT)用直流泄放电路的硬件电路。并给出了一种新型的控制策略：使用Matlab／Simulink软件搭建了基于Vienna整流器的直驱式风力发电LvRT系统仿真模型．并通过实验验证了系统结构和控制策略的可行性。关键词

2、：整流器；风力发电；低电压穿越；泄放电路中图分类号：TM461文献标识码：A文章编号：1000—100X(2012)11—0007—03ResearchontheLVRTofDirectDriveWindPowerGenerationBasedonaNewStructureSUNMei．YANGJie，XUShi．zhou(ChinaUnwemofMiningandTechnology，Xuzhou221008，China)Abstract：TheworkingprincipleandcontrolstrategyofViennarectifierareillustrated，theadv

3、antagesofthree—leveldirectdrivewindpowerconvertercomparingwithtraditionaltopologiesafterusingtheViennarectifieraredescribed．ThehardwarecircuitofDCdischargecircuitusedindirectdrivewindpowergenerationforlowvoltageridethrough(LVRT)isanalyzedandanewstrategyisproved．Finally，usingtheMatlab／Simulinksoftw

4、are，thesimulationmodelofdirectdrivewindpowergenerationLVRTsystembasedonViennarectifierisbuilt，andthesimulationandexperi—mentalresultsprovethatthesystemstructureandcontrolstrategyaregoodandfeasible．Keywords：rectifier；windpowergeneration；lowvoltageridethrough；dischargecircuit1引言发电系统中的Boost电路．又提升了系统性

5、能，减少了使用双PWM变换器的成本。最后，使用仿真直驱式风力发电系统是现阶段较成熟的风力软件和实验进行验证，证明了该新型结构和控制发电系统，其传统拓扑结构为：不控整流+交错策略的可行性和有效性【卜。Boost+逆变器结构和Back．Back双三电平PWM结构。这两种结构各有优劣。前者主要是基于直驱式2Vienna整流器工作原理及系统拓扑风力发电系统能量无需双向流动的特点，在整流图1示出Vienna整流器拓扑结构。侧采用了不控整流器，从而节省了经济成本；而后⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯—。—。一者主要是基于三电平变流器的优势。即可实现单结构vD————厂位功率因数控制及有效降低输出电压电流谐波含'V

6、Da2"i"／JJ量，提高波形正弦度。但两者均存在缺点，采用不负载控整流+交错Boost+逆变器结构时。前端属于不控vaUob3+L_]~2kVDw_JlCDv。”整流，输出波形较差．直流母线电压稳定性略微偏2：．⋯差：采用Back—Back双三电平PWM结构则增加了变流器成本。在此根据直驱式风力发电整流侧变图1Vienna整流器拓扑结构流器无需能量双向流动的特点。在机侧引入了一种Fig．1Viennarectifiertopology新颖的Vienna整流器，既省去了传统直驱式风力可见，该整流器由3个桥臂组成，每个桥臂包含4个功率二极管和两个可控关断的功率器件。工作原理为：以桥臂I为例，

7、当VS，VS开通时，定稿日期：2012—06—25作者简介：孙梅(1968一)，女，江苏徐州人，研究方向为整流器a相输入端u被箝位于直流母线中点0；电工电子。当VS，VS关断时，整流器输入端电压为／27基于新颖结构的直驱式风力发电低电压穿越技术仿真时间为1S，0．2S时电网电压发生跌落。明整个系统的良好性能。由图6c可见。在电网电压跌落幅度为85％，0．21S时直流泄放电路投入．。跌落85％的情况下，出现泵升现象，当泵升