變頻技術在變速恒頻異步風力發(fā)電系統(tǒng)中的應用(編輯修改稿)
2025-08-26 21:39 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 頻風力發(fā)電的一個代表方向。 此外，還有一種并聯(lián)的交直交逆變器拓撲結構。這種結構的主要思想是通過一個交直交電流型和一個交直交電壓型變頻器并聯(lián)，電流型逆變器作為主逆變器負責功率傳輸，電壓型逆變器作為輔逆變器負責補償電流型逆變器諧波。這種結構主逆變器有較低的開關頻率，輔逆變器有較低的開關電流。同上面提到的交直交電壓型逆變器相比較，該拓撲結構具有低開關損耗，整個系統(tǒng)的效率比較高。其缺點也是顯而易見的，大量電力電子器件的使用導致成本的上升以及更加復雜的控制算法，另外該種結構電壓利用率比較低。 上個世紀90年代中期丹麥的Vestas公司采用了一種轉(zhuǎn)子電流控制結構（OptiSlip），也稱為斬波調(diào)阻結構，如圖1所示。這種結構的基本思想是采用一個可控電力電子開關，以固定載波頻率的PWM方法控制繞線電機轉(zhuǎn)子回路中附加電阻接入時間的長短，從而調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子電流的幅值，控制滑差約在10%的范圍之內(nèi)。該結構依靠外部控制器給出的電流基準值和電流的測量值計算出轉(zhuǎn)子回路的電阻值，通過電力電子器件的導通和關斷來調(diào)整轉(zhuǎn)子回路的電阻值。這種結構電力電子裝置的機構相對簡單，但是其定子側功率因數(shù)比較低，且只能在發(fā)電機的同步轉(zhuǎn)速以上運行，是一種受限制的變速恒頻系統(tǒng)。 為了降低變流器的成本并且能夠?qū)崿F(xiàn)風力發(fā)電系統(tǒng)的寬轉(zhuǎn)速范圍運行，有文獻提出一種基于雙饋電機斬波調(diào)阻與交流勵磁控制策略多功能變流器拓撲結構，將整流器、斬波器和逆變器結合在一起，該結構的巧妙之處在于斬波器和逆變器共用了一組可控的電力電子開關，但是由于引入了四個接觸器型的受控開關，導致該結構的主回路結構復雜，很難實現(xiàn)同步速切換過程的過渡，而且在高于同步速運行情況下難以改善發(fā)電機的功率因數(shù)。此外，還有文獻提出了新型轉(zhuǎn)子電流混合控制的電路拓撲結構及其控制策略，該控制方法兼?zhèn)浣涣鲃畲趴刂坪娃D(zhuǎn)子斬波調(diào)阻法的優(yōu)點，能顯著降低轉(zhuǎn)子變流器的硬件成本以及控制技術的復雜性，并且可以實現(xiàn)發(fā)電機的寬轉(zhuǎn)速范圍運行，無需在同步速點過渡，在整個允許的速度范圍內(nèi)都可以進行定子輸出有功、無功功率獨立調(diào)節(jié)，同時發(fā)電機輸出功率因數(shù)可控，缺點是輸入側功率因數(shù)低，風能轉(zhuǎn)換效率低?！ ∪?、基本控制算法 交流勵磁結構即雙饋變速恒頻風力發(fā)電系統(tǒng)得到了非常廣泛的應用，在其發(fā)展過程中出現(xiàn)了很多控制策略，主要包括矢量控制、標量控制以及直接功率控制等?！ 。沟媒涣髡{(diào)速技術發(fā)生了一次質(zhì)的飛躍，應用在雙饋調(diào)速上，獲得了令人振奮的動靜態(tài)性能。矢量控制的理論基礎是磁場定
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