【摘 要】
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随着以风电为代表的新能源分布式发电的迅速发展,以电力电子装置为并网接口的并网变换器在电网中的比例逐渐提高,取代了电网中的部分同步发电机,给电网频率和电压的稳定性带来了一定的影响。并且大量的非线性负载和电力电子装置接入电网,造成了严重的谐波污染问题。本文对风电场中并网变换器的功率控制、调节频率、电压以及谐波抑制进行了研究,研究分析了一种多功能复合型的并网变换器的控制策略。论文完成的工作如下:首先简要
【基金项目】
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国家自然科学基金面上项目（项目编号:51277086）电力电子混杂系统多模态谐振机理及多功能复合有源阻尼抑制技术研究； 基于分布式光储充的能源管理器技术应用开发合作项目(湖北追日电气股份有限公司合作项目)；
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随着以风电为代表的新能源分布式发电的迅速发展,以电力电子装置为并网接口的并网变换器在电网中的比例逐渐提高,取代了电网中的部分同步发电机,给电网频率和电压的稳定性带来了一定的影响。并且大量的非线性负载和电力电子装置接入电网,造成了严重的谐波污染问题。本文对风电场中并网变换器的功率控制、调节频率、电压以及谐波抑制进行了研究,研究分析了一种多功能复合型的并网变换器的控制策略。论文完成的工作如下:首先简要分析了风力发电的基本原理,给出了风电并网变换器的基本功率控制框图,接着分析了影响电网频率和电压幅值的因素,通过调整风电并网变换器的功率指令的参考给定值,即加入惯性和阻尼有功功率进行频率调节,通过控制输出的无功功率实现对电压的调节,可以有效让风电并网变换器参与电压和频率的调节过程。对于谐波抑制部分,对比了目前一些主要的谐波指令的提取方法,本文选择了基于递归离散傅里叶变换（Recursive Discrete Fourier Transform,RDFT）的谐波指令提取方法,用于谐波电流抑制。其次,针对控制框图中的各部分设计相应的控制参数。其中电流内环采用了PI加重复的控制策略实现对指令电流的无静差跟踪,锁相环部分采用了双二阶广义积分器锁频环（Dual Second Order Generalized Integrator-frequency Locked Loop,DSOGI-FLL）结构以快速准确获取频率信息,功率外环部分结合了下垂控制和相应的并网准则进行设计,谐波抑制部分分析了RDFT的原理,然后选择对指定次谐波进行提取。最后,通过Matlab/Simulink进行仿真和66k VA实验样机进行实验,分析验证了理论的正确性和控制策略的有效性。
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