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随着风力发电技术的不断发展以及大功率电力电子器件的成功应用,兆瓦级的风电机组已经成为当前风电市场上的主力机型,作为典型代表的直驱永磁风力发电系统因其自身的固有优势成为当前的研究热点。直驱永磁风力发电机通过背靠背全功率变流器与大电网实现能量交换,因此,对全功率变流器控制技术的研究就成为整个系统的关键。特别是网侧变流器作为风力发电系统与大电网的直接接口装置,其控制性能的好坏将直接影响系统输出电能质量和运行效率,对其控制策略的研究更是重中之重,本文重点也是针对网侧变流器的控制系统进行研究。直驱永磁风电系统网侧变流器一般运行于逆变状态,将机侧整流器传输过来的直流电逆变为与大电网频率相同、相位相同以及幅值相同的交流电之后在并入电网。对于其控制系统来说,除了要对并网电流进行控制外,还必须将连接机侧整流器与网侧逆变器的直流母线电容电压控制在合理范围内。基于此,本文为了提高直驱永磁风电并网逆变器直流母线电压的动态响应速度以及稳态性能,主要进行的研究内容如下:1)详细阐述了直驱永磁风力发电系统的工作原理,通过坐标变换原理构建了两相同步旋转坐标系下电压源型PWM并网逆变器的数学模型,重点分析了并网逆变器基于电网电压定向的矢量控制策略,对其中所包括的电压外环与电流内环PI控制进行了分析,并给出了双闭环控制器参数整定方案。2)在电网处于稳态工况下,为了提高并网逆变器直流母线电压的控制效果,设计了一种不依赖于系统模型信息辅助的二阶线性自抗扰控制器(Linear Active Disturbance Rejection Control,LADRC)替代传统电压外环PI控制器,从而形成新的双闭环控制结构来对其进行控制。利用频域理论分析了三阶线性扩张状态观测器的收敛性以及总扰动对三阶线性扩张状态观测器性能的影响,给出了所设计二阶线性自抗扰控制器的参数整定方案。最后在Matlab/Simulink软件中搭建1.5MW直驱永磁风力发电系统进行对比仿真验证。结果表明,所设计的二阶LADRC控制器,相对于传统的控制方式下直流母线电压的响应速度更快,稳态性能更好,并网电流的总谐波畸变率(Total Harmonic Distortion,THD)更小。3)针对电网电压发生对称骤升工况,研究了发生电网电压对称骤升故障时对并网逆变器直流母线电压的影响,并从能量的角度分析了故障期间系统功率的变化情况,从而在直流侧并联Chopper电路来消耗发生故障时积累的多余能量来进一步限制在发生电网电压对称骤升时直流母线电压的上升范围以及波动幅度,最终提出一种基于二阶线性自抗扰与直流侧并联Chopper卸荷电路的直流母线电压协调控制方案。最后,通过设置不同的对称骤升幅度,对比三种控制方案来验证所提控制方法的可行性。