随着全球能源危机日益加深,风力发电成为可再生能源的重要组成部分。其中双馈风力发电系统已成为风电系统中的最优技术路线。本文主要围绕双馈风力发电系统励磁变换器控制策略和脉宽调制技术进行相关研究。
　　首先,阐述了双馈风电系统变速恒频运行的基本原理,分别对风力发电采用的几种励磁电源进行分析比较,确定采用双PWM变换器作为双馈风力发电系统的励磁电源。
　　其次,根据双PWM变换器两侧变换器不同的控制目标和要求,分别对两侧变换器的控制策略进行研究。其中,转子侧采用定子磁链定向矢量控制和前馈控制结合的策略来构建功率外环、转速内环的双PI控制系统,并引入电流滞环PWM控制技术;网侧采用电网电压定向矢量控制策略构建电压外环、功率内环的双PI控制系统,其中PWM脉冲调制采用空间电压矢量调制技术。
　　再次,在PSCAD中建立了基于双PWM变换器励磁的双馈风力发电系统整体模型,并在两种不同风况下进行系统动态仿真,仿真结果表明:系统采用的定子磁链矢量控制策略和SVPWM控制技术实现了风力发电系统变速恒频运行、最大风能追踪、功率解耦控制和单位功率因数运行的目标,验证了该策略的正确性和可行性。
　　最后,根据电网对风电机组在故障情况下的控制要求,分析了双馈机组常用的低电压穿越技术,采用Crowbar保护电路并进行仿真分析,验证了Crowbar保护电路能够有效抑制转子过电流和直流母线电压波动,提高系统的低电压穿越能力。