永磁风机网侧换流器前馈控制环节分析资源-CSDN文库

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永磁风机网侧换流器前馈控制环节分析

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王渝红

1

，欧林

1

，李兴源

1

，魏巍

2*

基金项目：教育部博士点基金（20110181120007）

作者简介：王渝红，(1971- )，女，高级工程师，主要研究方向：电力系统稳定与控制，高压直流输电。 E-mail:

yuhongwang@scu.edu.cn

（1. 四川大学电气信息学院，成都 610065；

2. 四川省电力科学研究院，成都 610072） 5

摘要：简直驱永磁风力发电系统是未来风电发展的主要趋势。本文从直驱永磁风力发电系统

中各个环节的数学模型和基本结构等方面介绍了其基本工作原理，总结了直驱永磁风力发电

系统的换流器控制的关键问题和要求,重点阐述网侧换流器前馈解耦控制的原理和控制策

略；讨论了不同的前馈补偿因子对该系统以及电网的各种运行状态的影响，并主要分析了采

用风力发电机输出功率、直流电压以及电网电流和电网电压作为前馈量的作用和影响，分析10

了各种前馈补偿因子的应用范围；并对采用前馈补偿的注意事项作了归纳。

关键词：直驱永磁风力发电系统；解耦控制；网侧换流器；前馈补偿因子；电网电压

中图分类号：TM614

The Feed-forward Control Analysis of the Grid-side 15

Converter in PMSG-Based WECS

WANG Yuhong

1

, OU Lin

1

, LI Xingyuan

1

, WEI Wei

2

(1. School of Electrical Engineering and Information, Sichuan University, ChengDu 610065;

2. Sichuan Electric Power Research Institute, ChengDu 610072)

Abstract: The permanent magnet synchronous generator-based wind energy conversion system 20

(PMSG-based WECS) is the trend of the future wind power development. The mathematical

model and the basic structure of the PMSG-based WECS is introduced in this paper. The key

issues and requirements of the grid-side converter in PMSG-based WECS are summarized, and

the principle and strategy of the feed-forward decoupling control in grid-side converter are

emphasized。The impacts of different feed-forward compensation factors on power system and 25

grid operating status are discussed. Different effects of using different variables（the wind

turbine output, DC voltage grid voltage and grid current）as feed-forward compensation factors are

shown. The scope and application of these feed-forward compensation factors are analyzed, and

the corresponding precautions are summarized.

Keywords:

PMSG-based WECS; decoupling control; the grid-side converter; feed-forward 30

compensation factors; the grid voltage

0 引言

近几年，全球风电开发势头迅猛，截止 2010 年，全球风电装机容量达到了 199.5GW，

仅 2010 年新增装机容量就有 39.4GW，未来五年全球累计装机将有望超过 300GW。风电的35

发展主要集中在亚洲、欧洲、和北美三个地区。亚洲作为风电发展的新型市场，具有良好的

政策环境支撑，其发展速度远远超过欧洲和北美，中国2010年的新增装机容量达到18.9 GW，

占全球当年新增容量的一半

[1]

。

风电并网运行要求风力发电保持稳定的频率、电压幅值和相位。风电机组容量的不断增

加使其对系统的影响也越来越明显。目前风电机组主要分为两大类：一类是恒速恒频（CSCF）40

机组，另一类是变速恒频（VSCF）机组。而后者又可分为采用异步电机的双馈风电机组

（DFIG）和采用同步电机的直驱风电机组（PMSG）。目前在运行的多为双馈风力发电机组。

直驱永磁同步风电机组是一种新型的风力发电系统，采用多级低速同步发电机发电，再经过

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