论文部分内容阅读
弱电网下风力发电机组和电网之间的相互作用十分明显,需要予以关注和研究。本文的研究对象为全功率型风力发电机组的电流控制,由于其机侧变流器和网侧变流器的运行和控制是相互独立的,因此仅需研究网侧变流器电流控制环与弱电网之间的相互作用。最初引入电压前馈和电流解耦这两个辅助控制环节的目的是为了优化其电流控制的动态特性,在弱电网下有关这两个辅助控制环节对变流器电流稳定性影响的研究较少,故本文将进一步进行详细分析和探究。本文将用于分析三相交流系统或三相电机交流驱动的复矢量理论进一步推广,应用于并网变流器的研究。本文首先建立了并网变流器的复矢量数学模型和复矢量信号流程图。在此基础上,推导了并网变流器输入导纳的表达式,探究了电压前馈和电流解耦对输入导纳电导频率特性的影响。根据阻抗分析法,建立了变流器接入大阻抗电力系统时互联系统的传递函数表达式,通过闭环极点的复矢量的根轨迹验证分析结果。此外使用传统的分析并网变流器的方法,即建立包含电网内抗的并网变流器的复矢量数学模型,推导表征电网电流矢量的跟踪性能的传递函数,根据复矢量的根轨迹判定电压前馈和电流解耦对互联系统电流控制稳定性的影响。应用MATLAB/SIMULINK软件在时域进行仿真验证分析结果的合理性。研究结果表明,电压前馈和电流解耦均会恶化并网变流器电流控制的稳定性,其中电压前馈的影响是决定性的,电流解耦的影响较小甚至可以忽略。因此需要在电流控制环优良的动态性能和较强的鲁棒性之间进行折中。本文的分析为改善和优化变流器的电流调节器设计提供了一定的指导作用,同时进一步推广了复矢量理论的应用范围。