兆瓦级直驱永磁风电系统最大功率输出柔性并网控制
2021-01-05林立刘燕凌陈鸿蔚王要辉
林立,刘燕凌,2,陈鸿蔚,王要辉
(1.邵阳学院 多电源地区电网运行与控制湖南省重点实验室,湖南 邵阳,422000;2.邵阳职业技术学院 电梯工程学院,湖南 邵阳,422000;3.湘潭电机集团有限公司,湖南 湘潭,411100;4.亚洲富士电梯股份有限公司,湖南 邵阳,422000)
随着环境污染和能源危机的日益严重,风电因清洁、高效得到迅速发展[1]。其中,永磁同步发电机(permanent magnet synchronous generator,PMSG)与双馈异步发电机相比,因其具有高效、低噪、高可靠性、故障穿越能力强等特点,成为海上风电的主流机型[2]。
电压源换流器-高压直流输电(voltage source converter-high voltage direct current transmission,VSC-HVDCT)相比交流输电,因其具有高效、动态无功补偿、输出电流谐波少等特点,成为当前海上风电并网输电关键技术[3]。文献[4]介绍了国内外各种VSC-HVDCT拓扑结构的特点及控制模型。因风速随机变化引起直流电压波动,导致并网电流不平衡与谐波产生,研究如何通过VSC-HVDCT实现直流电压的稳定控制,对提高并网电能质量尤为重要[5]。
根据不同的并网控制任务,永磁风电的电压定向并网策略分为矢量控制与直接功率控制[6],其中,矢量控制侧重于实现最大功率柔性并网[7],直接功率控制侧重于实现电网故障下的固定功率平滑输出[8]。文献[9]利用有限元方法研究了360 kW永磁同步发电机的设计与优化,文献[10]基于理想模型研究了兆瓦级永磁风电机侧的最大功率追踪。本文在此基础上,研究了VSC-HVDCT永磁风电的最大功率输出柔性并网控制的结构与原理。
电网相位的检测方法主要有一阶锁相环、基于dq坐标系的锁相环与单同……