研究和开发
|
不平衡电网电压下永磁直驱风电机组的运行与控制
涂娟, 汤宁平
福州大学电气工程与自动化学院,福州 350108
Operation and Control of Permanent Magnet Direct-Driven Wind Turbine under Unbalanced Grid Voltage
Tu Juan, Tang Ningping
College of Electrical Engineering and Automation, Fuzhou University, Fuzhou 350108
摘要 针对电网电压不平衡故障,分析了永磁直驱风电机组的运行特性,提出了一种在正序旋转坐标系下网侧变换器控制策略。该控制策略针对不同的控制目标得到dq轴电流的给定值,并采用比例积分谐振控制器实现dq轴电流的控制,可实现在不平衡电网电压下抑制有功功率二倍频波动、抑制无功功率二倍频波动以及同时抑制网侧有功功率和无功功率二倍频波动。Matlab仿真结果表明,本文所提控制策略能够有效地实现各种控制目标。
关键词 :
风力发电 ,
直驱式 ,
电网电压不平衡 ,
比例积分谐振控制器
Abstract :Under the unbalanced grid voltage condition, the performance characteristics of permanent magnet direct-drive wind turbine are analyzed. A control strategy of grid side converter in positive-sequence synchronous rotating frame is proposed. This strategy can control dq axis current by proportional integral resonant controller while it gets current reference values of different control objectives. The control objectives can be realized by restraining double frequency fluctuations of the active power, or restraining double frequency fluctuations of the reactive power, or restraining the active and reactive power fluctuations at the same time. Matlab simulation results show that the proposed control strategy can achieve control objectives effectively.
Key words :
wind power generation
directly-driven
unbalanced grid voltage
proportional- integral-resonant
出版日期: 2016-10-26
作者简介 : 涂 娟(1976-),女,福州大学讲师,博士研究生,研究方向为风力发电控制技术。
引用本文:
涂娟汤, 宁平. 不平衡电网电压下永磁直驱风电机组的运行与控制[J]. 电气技术, 2016, 17(10): 11-16.
Tu Juan, Tang Ningping. Operation and Control of Permanent Magnet Direct-Driven Wind Turbine under Unbalanced Grid Voltage. Electrical Engineering, 2016, 17(10): 11-16.
链接本文:
http://dqjs.cesmedia.cn/CN/Y2016/V17/I10/11
[1] 阳同光, 桂卫华. 电网不平衡情况下并网逆变器控制策略综述[J]. 电工技术学报, 2015, 30(14): 241- 246.
[2] 杜雄, 李珊瑚, 刘义平, 等. 直驱风力发电故障穿越控制方法综述[J]. 电力自动化设备, 2013, 33(3): 129-135.
[3] Ng CH, Li Ran, Bumby J. Unbalanced-grid-fault ride-through control for a wind turbine inverter[J]. IEEE Trans on Industry Applications, 2008, 44(3): 845-856.
[4] Rodriguez P, Timbus AV, Teodorescu R, et al. Independent PQ control for distributed power Gener- ation systems under grid faults[C]//IECON 2006- 32ND ANNUAL CONFERENCE ON IEEE INDUSTRIAL ELECTRONICS, VOLS 1-11, 2006: 3322-3327.
[5] 姚骏, 陈西寅, 廖勇, 等. 电网电压不平衡时永磁直驱风电机组的控制策略[J]. 电力系统保护与控制, 2011, 39(14): 99-106.
[6] 王萌, 夏长亮, 宋战锋, 等. 不平衡电网电压条件下 PWM 整流器功率谐振补偿控制策略[J]. 中国电机工程学报, 2012, 32(21): 46-53.
[7] 赵紫龙, 吴维宁, 王伟. 电网不对称故障下直驱风电机组低电压穿越技术[J]. 电力系统自动化, 2009, 33(21): 87-91.
[8] Alepuz S, Busquets-Monge S, Bordonau J, et al. Predictive current control of Grid-Connected Neutral- Point-Clamped converters to meet low voltage Ride-Through requirements[C]//2008 IEEE POWER ELECTRONICS SPECIALISTS CONFERENCE, VOLS 1-10, 2008: 2423-2428.
[9] 姚骏, 陈西寅, 廖勇, 等. 抑制负序和谐波电流的永磁直驱风电系统并网控制策略[J]. 电网技术, 2011, 35(7): 29-35.
[10] 叶盛, 黄守道, 黄科元, 等. 不对称电压下PWM整流器的控制策略[J]. 电网技术, 2010, 34(10): 94-98.
[11] Yin Bo, Oruganti R, Panda SK, et al. An output- power-control strategy for a three-phase PWM rectifier under unbalanced supply conditions[J]. IEEE Transa- ctions on Industrial Electronics, 2008, 55(5): 2140- 2151.
[12] Li Zixin, Li Yaohua, Ping Wang, et al. Control of Three-Phase Boost-Type PWM rectifier in stationary frame under unbalanced input voltage[J]. Power Elec- tronics, IEEE Transactions on, 2010, 25(10): 2521- 2530.
[13] 胡家兵, 贺益康, 王宏胜. 不平衡电网电压下双馈感应发电机网侧和转子侧变换器的协同控制[J]. 中国电机工程学报, 2010, 30(9): 97-104.
[14] 章玮, 王宏胜, 任远, 等. 不对称电网电压条件下三相并网型逆变器的控制[J]. 电工技术学报, 2010, 25(12): 103-110.
[15] Liserre M, Teodorescu R, Blaabjerg F. Multiple harmonics control for three-phase grid converter systems with the use of PI-RES current controller in a rotating frame[J]. IEEE Transactions on Power Elec- tronics, 2006, 21(3): 836-841.
[16] 黄守道, 肖磊, 黄科元, 等. 不对称电网故障下直驱型永磁风力发电系统网侧变流器的运行与控制[J]. 电工技术学报, 2011(2): 173-180.
[17] Teodorescu R. Liserre M.Rodríguez P. 光伏与风力发电系统并网变换器[M]. 北京: 机械工业出版社, 2012.
[1]
王也, 徐茂达, 郝文波, 刘铖, 陈枭杰. 双馈感应风机控制环节对电力系统机电小干扰稳定的影响分析 [J]. 电气技术, 2019, 20(9): 31-38.
[2]
杨明, 李欣然, 吕云峰, 张晴. 基于IEC 61968/70标准的风电及信息交互建模 [J]. 电气技术, 2018, 19(8): 82-89.
[3]
李锋. 基于纯铅电池的风机发电机组备用电源系统 [J]. 电气技术, 2018, 19(5): 21-25.
[4]
吴世伟, 刘文彪, 纪陵, 李靖霞. 新能源发电功率预测系统数据流容错研究 [J]. 电气技术, 2018, 19(12): 107-111.
[5]
蔡文超, 杨炳元. 基于RTDS风电场等值建模若干问题的解决方案 [J]. 电气技术, 2017, 18(6): 13-17.
[6]
林旻威, 温步瀛. 大规模风电接入对电力系统暂态稳定性影响研究综述 [J]. 电气技术, 2017, 18(4): 1-8.
[7]
王世谦, 司瑞华, 孙思培. 基于多并网点协同的规划电网风电消纳能力综合评估方法 [J]. 电气技术, 2017, 18(1): 52-55.
[8]
吴丹岳, 李兆祥, 邵振国. 基于风速-功率拟合与区间潮流的风电场电压波动预测 [J]. 电气技术, 2016, 17(7): 7-12.
[9]
刘海营, 管萍. 双馈风力发电系统优化控制 [J]. 电气技术, 2016, 17(3): 13-17.
[10]
秦艳, 刘伟, 罗昌芬, 孔维超. 风速扰动下风力发电机组输出特性数值计算 [J]. 电气技术, 2016, 17(2): 49-51.
[11]
田文奇, 冯江哲, 孔祥启. 风电场继电保护整定计算管理系统研究 [J]. 电气技术, 2016, 17(12): 73-77.
[12]
刘洪斌,王振霞,费伟东,李海林,颜丙清. 风电与火电联合发电控制系统研究 [J]. 电气技术, 2015, 16(9): 25-29.
[13]
张一彦, 陆贤锋, 秦青峰. 电网电压不平衡时PWM变流器负序电流控制策略研究 [J]. 电气技术, 2015, 16(8): 19-24.
[14]
代兵琪, 王哲, 李春生. 基于改进粒子群算法的风储联合系统多目标协同调度 [J]. 电气技术, 2015, 16(12): 22-25.
[15]
顾伟峰, 杨志千, 郭锐. 直驱风力发电机组全功率变流器网侧甩负荷故障分析及保护策略研究 [J]. 电气技术, 2014, 15(11): 29-32.