變頻技術(shù)在變速恒頻異步風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中的應(yīng)用(編輯修改稿)
2024-08-26 21:39 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 頻風(fēng)力發(fā)電的一個(gè)代表方向。 此外，還有一種并聯(lián)的交直交逆變器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)的主要思想是通過(guò)一個(gè)交直交電流型和一個(gè)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(fù)責(zé)功率傳輸，電壓型逆變器作為輔逆變器負(fù)責(zé)補(bǔ)償電流型逆變器諧波。這種結(jié)構(gòu)主逆變器有較低的開(kāi)關(guān)頻率，輔逆變器有較低的開(kāi)關(guān)電流。同上面提到的交直交電壓型逆變器相比較，該拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)具有低開(kāi)關(guān)損耗，整個(gè)系統(tǒng)的效率比較高。其缺點(diǎn)也是顯而易見(jiàn)的，大量電力電子器件的使用導(dǎo)致成本的上升以及更加復(fù)雜的控制算法，另外該種結(jié)構(gòu)電壓利用率比較低。 上個(gè)世紀(jì)90年代中期丹麥的Vestas公司采用了一種轉(zhuǎn)子電流控制結(jié)構(gòu)（OptiSlip），也稱為斬波調(diào)阻結(jié)構(gòu)，如圖1所示。這種結(jié)構(gòu)的基本思想是采用一個(gè)可控電力電子開(kāi)關(guān)，以固定載波頻率的PWM方法控制繞線電機(jī)轉(zhuǎn)子回路中附加電阻接入時(shí)間的長(zhǎng)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(jié)構(gòu)依靠外部控制器給出的電流基準(zhǔn)值和電流的測(cè)量值計(jì)算出轉(zhuǎn)子回路的電阻值，通過(guò)電力電子器件的導(dǎo)通和關(guān)斷來(lái)調(diào)整轉(zhuǎn)子回路的電阻值。這種結(jié)構(gòu)電力電子裝置的機(jī)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，但是其定子側(cè)功率因數(shù)比較低，且只能在發(fā)電機(jī)的同步轉(zhuǎn)速以上運(yùn)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(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的寬轉(zhuǎn)速范圍運(yùn)行，有文獻(xiàn)提出一種基于雙饋電機(jī)斬波調(diào)阻與交流勵(lì)磁控制策略多功能變流器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，將整流器、斬波器和逆變器結(jié)合在一起，該結(jié)構(gòu)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(kāi)關(guān)，但是由于引入了四個(gè)接觸器型的受控開(kāi)關(guān)，導(dǎo)致該結(jié)構(gòu)的主回路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，很難實(shí)現(xiàn)同步速切換過(guò)程的過(guò)渡，而且在高于同步速運(yùn)行情況下難以改善發(fā)電機(jī)的功率因數(shù)。此外，還有文獻(xiàn)提出了新型轉(zhuǎn)子電流混合控制的電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及其控制策略，該控制方法兼?zhèn)浣涣鲃?lì)磁控制和轉(zhuǎn)子斬波調(diào)阻法的優(yōu)點(diǎn)，能顯著降低轉(zhuǎn)子變流器的硬件成本以及控制技術(shù)的復(fù)雜性，并且可以實(shí)現(xiàn)發(fā)電機(jī)的寬轉(zhuǎn)速范圍運(yùn)行，無(wú)需在同步速點(diǎn)過(guò)渡，在整個(gè)允許的速度范圍內(nèi)都可以進(jìn)行定子輸出有功、無(wú)功功率獨(dú)立調(diào)節(jié)，同時(shí)發(fā)電機(jī)輸出功率因數(shù)可控，缺點(diǎn)是輸入側(cè)功率因數(shù)低，風(fēng)能轉(zhuǎn)換效率低?！ ∪?、基本控制算法 交流勵(lì)磁結(jié)構(gòu)即雙饋?zhàn)兯俸泐l風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)得到了非常廣泛的應(yīng)用，在其發(fā)展過(guò)程中出現(xiàn)了很多控制策略，主要包括矢量控制、標(biāo)量控制以及直接功率控制等?！ 。沟媒涣髡{(diào)速技術(shù)發(fā)生了一次質(zhì)的飛躍，應(yīng)用在雙饋調(diào)速上，獲得了令人振奮的動(dòng)靜態(tài)性能。矢量控制的理論基礎(chǔ)是磁場(chǎng)定
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