【摘要】：隨著海上風場規(guī)模的增大,全直流風場成為未來海上風電的發(fā)展趨勢。模塊化多電平變換器(modular multilevel converter,MMC)廣泛應用在大功率、高電壓的AC/DC電力變換領域,并且能夠實現(xiàn)電能直接從低壓交流到高壓直流的轉換,是一種適用于海上全直流風場的風力發(fā)電變流器拓撲。該文針對基于MMC的風力發(fā)電變流器的運行特性進行了分析,發(fā)現(xiàn)在低調制比的工況下MMC的子模塊電容電壓紋波會使交流輸出電壓產生畸變,通過對其機理的分析,提出一種改進的電流控制方法,改善受到電壓畸變影響的電流動態(tài)控制性能。為了驗證理論分析與控制方法,在RT-LAB中對一將6 k V永磁同步發(fā)電機連接到50 k V直流網的10 MW風力發(fā)電系統(tǒng)進行了建模和仿真,并在30k W的MMC實驗平臺上進行了實驗驗證。
【圖文】：

的仿真結果Fig.8Simulationresultsofdynamicrespond2.2實驗結果及分析在一個額定功率為30kW的MMC平臺上對本文所提方法進行實驗驗證，MMC實驗平臺的主要參數如表3所示。為了模擬MMC在低頻率、低調制比的運行特性，MMC交流側連接可編程交流電壓源，直流側連接直流電源。由于接入交流電壓源，因此MMC的控制方法由永磁電機矢量控制改變?yōu)椴⒕W變換器控制，由于電流控制環(huán)均采用基于同步旋轉坐標系下的PI調節(jié)器進行控制，因此結論具有可比性，，不同點在于并網變換器控制中對畸變電壓的修正體現(xiàn)在q軸電流上。實驗結果的如圖9、10表3實驗平臺MMC參數Tab.3ParametersofMMCexperimentplatform參數名稱數值直流額定電壓/V300交流側電壓/V37交流頻率/Hz20子模塊電容額定電壓/V50橋臂模塊數6子模塊電容值/mF9橋臂電感值/mH6子模塊開關頻率/kHz1.5i20A(/格)t(20ms/格)(a)MMC三相交流電流u(0V1/格)t(20ms/格)(b)A相上橋臂與下橋臂的輸出電壓u10V(/格)t(20ms/格)(c)A相上橋臂與下橋臂中的4個子模塊電容電壓圖9穩(wěn)態(tài)運行實驗結果Fig.9Steadystatesimulationresult

的仿真結果Fig.8Simulationresultsofdynamicrespond2.2實驗結果及分析在一個額定功率為30kW的MMC平臺上對本文所提方法進行實驗驗證，MMC實驗平臺的主要參數如表3所示。為了模擬MMC在低頻率、低調制比的運行特性，MMC交流側連接可編程交流電壓源，直流側連接直流電源。由于接入交流電壓源，因此MMC的控制方法由永磁電機矢量控制改變?yōu)椴⒕W變換器控制，由于電流控制環(huán)均采用基于同步旋轉坐標系下的PI調節(jié)器進行控制，因此結論具有可比性，不同點在于并網變換器控制中對畸變電壓的修正體現(xiàn)在q軸電流上。實驗結果的如圖9、10表3實驗平臺MMC參數Tab.3ParametersofMMCexperimentplatform參數名稱數值直流額定電壓/V300交流側電壓/V37交流頻率/Hz20子模塊電容額定電壓/V50橋臂模塊數6子模塊電容值/mF9橋臂電感值/mH6子模塊開關頻率/kHz1.5i20A(/格)t(20ms/格)(a)MMC三相交流電流u(0V1/格)t(20ms/格)(b)A相上橋臂與下橋臂的輸出電壓u10V(/格)t(20ms/格)(c)A相上橋臂與下橋臂中的4個子模塊電容電壓圖9穩(wěn)態(tài)運行實驗結果Fig.9Steadystatesimulationresult
【作者單位】： 上海交通大學風力發(fā)電研究中心;
【基金】：國家自然科學基金項目(51261130484) 上海市科委基金資助項目(13dz1200202)~~
【分類號】：TM46;TM614

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本文編號：2541558