国网浙江省电力有限公司台州供电公司 曾诚实 张慧杰

电力电子变流器是风电机组系统的关键设备之一。随着电力电子器件技术的发展，电力电子变流器在改善风电机组系统性能方面具备了巨大的发挥空间。背靠背PWM变流器作为目前主流的三相变流器，由于它在某种程度上能实现了电网与风电系统之间的解耦，并能独立调节有功和无功功率，在风电系统中的应用也愈发广泛。

本文主要研究了永磁直驱风电机组背靠背PWM变流器的基本结构，推导了变流器的数学模型，并设计网侧变流器的控制方案。通过调节背靠背变流器的直流侧电压，实现了风电机组发出的有功功率向电网的及时有效传输；通过控制网侧变流器的无功电流分量，实现对无功功率的解耦独立调节。通过在MATLAB/Simulink中建立仿真模型，根据仿真结果验证了该系统模型的正确性和控制策略的有效性。

1 背靠背变流器的拓扑结构

背靠背变流器与发电机侧相连的变流器通常被称作机侧变流器；而与电网侧相连的一般称作网侧变流器。一个带电容装置的直流母线将两个变流器连在一起。中间的电容具有电磁隔离作用，保证两侧的变流器能够分别控制而不会出现干扰耦合状况。

从控制系统的要求来说，变流器应具有双向传送及四个象限的控制能力。双向的意思是功率能够往任何一边传送，它的能量既可以从发电机侧往电网侧传送，又可以从电网侧向发电机侧反向传送。……