双馈风力机变流器外围电路设计与研究

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双馈风力发电变流器的LCL滤波器分析与设计

双馈风力发电交流器的ＬＬＣ滤波器分析与设计
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双馈风力发电变流器ｆＬＬ波器分析与设计ｌＣ滤￣
吉同军，马齐
（国电南瑞科技股份公司，江苏南京２０６）１０１摘要：在双馈风力发电变流器中，网侧变流器与电网之间需要串联滤波器来抑制开关频率周围的滤波器设计方法，该方法考虑了滤波电容的变化对ＬＬ滤波器整体性Ｃ
ａｏｎｗｉｈｉｒｑｅｙｒｕｄｓｔｎｇｆｅｕｎｃ．ＡｅｔｅｏＬＣｆｌｒｄｓｇｅｈｄｗａａｓｄＴｈｍｐａｔｈｎｆｌｅａａｉｎｉｔｇａｒｏ — ｃｎｗｙｐｆＬｔｅｉｎｍｔｏｓｒｉｅ．ｅｉｉｅｃｃａｇｅｏｔｒｃｐｃｔｏｎｅｒｌｆｒｏｆｉｆｙｐｅ
０引言
双馈风力发电变流器是双馈风力发电系统的核
心部件，由转子侧变流器和网侧变流器构成；转子侧变流器担负双馈感应发电机的矢量控制任务，实现最大风能捕获和定子输出无功的独立调节；网侧变流器通过直流环节完成转子及转子侧变流器与电网问的能量交换，但它会导致输出电流中含有开关频率周围的纹波。为了减小变流器注入电网的电流
Ａｂｔａｔｎｄｕｌ・ｅｎｗｅｏｅｔｒｈｅｉｓｆｔｒｂｔｅｎｇｉｉｅｃｎｅｅｎｉｄｗａｅｅｏｉｈｉｉｃｒｅｔｒｐｅｓｒｃ：Ｉｏｂｅｆｄｗｉｄｐｏｒｃｎｖｒｅ，ｔｅｓｒｅｌｅｅｗｅｒｄｓｄｏｖｒｒａｄｇｒｓｎｅｄｄｔｎｂｔｕｒｎｉｐｌｉｔ

双馈风力发电机与变流器的参数匹配研究

ＷＡＮＧｎｇ，ＬＺｈｐｉｇ，ＺＨＡＮｕｎｘ，ＦＥＮＧｎｙｎ，ＹＡＮＧｎｇＤｏＵｉｎＳｈａｇｉＨｏｇａＤｏ
（ａｄｎＢｏｉｇ￣ａｗｉｎｏｅＴｃｎｌｙＣ．ＴｎｅＷｉｄＰｗｒｅｈｏｏｏ，ＬＤ．ＢｏｉｇＨｂｉ７０，Ｃｉ）ｇａｄｎｅｅ０５１１ｈｎａ
Ｕ引吾变速恒频风力发电机组中，采用双馈异步发电
机可以四象限运行，但实际运用中，除非特殊原因，
比如低电压穿越期间，发电机转子被Ｃｏ．ａｒｗｂｒ电路旁路，电动运行；除此之外，应尽量避免发电机运行在电动状态，也就是通过转子的励磁控制技术，使发电机只运行在亚同步发电和超同步发电这两个
状态一。
机的转子交流励磁控制策略。变流器的容量仅为发电机容量的１３～１２／／；发电机组不但可以实现功率因数调节，还能对有功、无功功率进行独立调节。以前的文献仅对双馈电机、变流器单独研究，没有将两者作为一个系统做详细的研究，本文从双
关键词：风力发电；控制系统；双馈电机；双馈变流器中图分类号：Ｔ３５Ｍ１文献标志码：Ａ文章编号：１０ —８８２１）５０６．５０１６４（０１０ —０８０
Hale Waihona Puke ＳｕｄｎＭａｃｉｒｍｅｅｓｏｕｙｆｄＩｄｕｔｏｅｅａｏｎｎｖｒｅｔｙｏｔｈｎｇＰａａｔｒｆＤｏｂｌ－ｅｎｃｉｎＧｎｒｔｒａｄＣｏｅｔｒ

双馈式风力发电变流器资料.

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国电南自1.5MW双馈变流器
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谢谢！
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解决的办法是需要调整及增加新的硬件，只调整控制部分是不够的。
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DFIG中的低压穿越问题
. 一种低成本的Crowbar解决方案
Crowbar 电阻
DFIG
晶闸管
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国电南自1.5MW双馈变流器
主要技术指标
• 中间直流电压：1100V • 直流电压纹波系数： ≤5％ • 网侧额定容量： 420kVA • 网侧额定电流 350A • 电流谐波畸变率（THD）：＜5% • 机侧额定容量： 650kVA • 机侧额定电流 480A • 效率：≥97%（额定功率） • 过载能力： 120%功率过载≥1min • 工作环境温度：-30℃～+40℃ • 相对湿度：≤90% • 冷却方式：强迫风冷 • 防护等级：IP21/ IP54 • 外形尺寸：2600×910×2362mm
国电南京自动化股份有限公司
GUODIAN NANJING AUTOMATION CO.,LTD
双馈式风力发电变流器
2010年6月13日
双馈变流器与直驱变流器的区别
直驱变流器
变流器最大功率=发电机额定功率
双馈变流器
1 3
变流器最大功率= 发电机额定功率
2
双馈变流器拓扑结构
背靠背形式的结构
直流电容
6. 效率的提高
在开通和关断瞬间存在电流与
电压的重叠期，因此要尽量减少重叠区域。
高开关频率可以获得更好的波
形，但同时带来了更大ห้องสมุดไป่ตู้损耗。
续流二极管的反向恢复能耗。
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DFIG中的低压穿越问题
低压穿越（LVRT）面临的问题当电网电压跌落时，如果双馈电机仍然挂在电网上，定子磁通几乎保持于直流分量不变，定子电流增加，转子侧将会产生过量的电流和电压，从而影响到变流器。

双馈式风力发电机的轴电流分析及防范措施研究

双馈式风力发电机的轴电流分析及防范措施研究张黎峰摘要：双馈异步风力发电机是目前风力发电系统中广泛使用的机型之一。

它主要通过变流器对双馈发电机转子电流的控制，以达到与风电机组机械部分运行特性匹配、提高风能的利用效率及改善供电质量的目的，具有变流器容量小、体积小、成本低等优点。

本文通过对发电机组轴承早期损坏的原因、双馈式发电机组工作时产生轴电流的原因以及改善措施、双电平转子部分变流器产生高次谐波的原因以及改善措施进行了广泛讨论，提出了切实可行的工程实际措施，以期达到延长轴承寿命、减小轴承电流的目的。

关键词：风力发电机；双馈式；轴电流分析；措施1轴电流引起的轴承损坏原因分析1.1轴电流导致的烧蚀现象轴电流流过轴承会产生电化学腐蚀及电烧蚀作用，瞬间放电释放的热量会造成润滑脂成分变性、恶化并使轴承滚道上产生搓板纹形损伤，逐渐引起轴承失效。

这也是除因机械维护不当造成轴承损坏之外的另一类主要问题，即轴电流导致的轴承损坏。

大部分因机械维护不当造成的轴承失效现象都可以通过一定的维护手段和状态监控操作得以避免，而轴电流引起的轴承损害却不能采取类似的方法来消除。

1.2轴电流产生的主要原因轴电流产生的主要原因是变流器产生的共模及差模电压。

双馈式风力发电机的变流器有两台，一台设置于发电机的定子部分，一台设置于发电机的转子部分。

发电机的转子是三相绕组，通过三个滑环与变流器连接。

尖峰电压可以轻易地通过发电机转子绕组与轴之间的分布电容，使轴与地之间产生高电位，这是轴电压通过轴承的阻抗转为轴电流的一个主要原因。

1.在轴承滚动体及滚道间，电流与润滑油中的残酸及水分，形成电化学腐蚀。

由于滚动轴承的接触基本上是点接触，电流密度较大，这时，会产生局部较大强度的电化学腐蚀。

2.由于油膜是不导电的，即使润滑油中混有水分及残酸，电阻率仍然是较高的。

滚动轴承过渡润滑的结构导致形成的油膜不稳定，接触电阻随着轴转动忽大忽小，导致间歇放电，引起轴承滚道的电火花烧蚀。

双馈风电系统的建模仿真研究与设计

双馈风电系统的建模仿真研究与设计为了对双馈风电系统进行建模仿真研究和设计，需要考虑以下几个方面的内容：1.风机模型：风力发电机的模型通常由刚性转子、永磁同步发电机和转子侧的变频器组成。

确定风机的机械特性和电气特性，以及风速与输出功率之间的关系，这些参数可以通过实验或者已有的文献进行获得。

在仿真中，可以通过模拟风速和风机负载来测试系统的响应和性能。

2.变频器模型：变频器是双馈风电系统中非常重要的部分，它用于控制发电机的转速和电压。

为了进行仿真研究，需要构建变频器的电路模型，并确定其控制策略和参数。

常用的控制策略包括电压控制和转速闭环控制。

通过仿真可以测试不同的控制策略在不同工况下的性能。

3. 功率电子器件模型：双馈风电系统中包含多个功率电子器件，如变频器中的IGBT、MOSFET等。

需要建立这些器件的模型并确定其参数，例如电容和电感的数值。

这些模型可以通过电路仿真软件进行建立，例如PSCAD、MATLAB/Simulink等。

4.输电网模型：双馈风电系统需要将发电的电能输送到电网中。

因此，需要建立电网的模型，并考虑电网的稳定性和电气参数。

可以根据实际情况设置电网中的节点并确定节点的参数。

通过仿真可以测试风电系统在不同节点工况下的运行稳定性。

在进行双馈风电系统的建模仿真研究和设计时1.在建模过程中，需要准确获取系统参数，例如风机特性曲线、变频器控制参数等。

这些参数对于研究系统的性能和运行特性非常重要。

2.在仿真过程中，可以考虑不同的工况条件，例如不同的风速和负载情况。

通过测试系统在不同工况下的性能，可以评估系统的稳定性和效率。

3.在进行仿真研究时，可以采用不同的控制策略和算法，例如PID控制、模糊控制和最优控制等。

通过比较这些控制策略在系统性能上的差异，可以选择最优的控制方案。

总之，双馈风电系统的建模仿真研究和设计需要考虑风机模型、变频器模型、功率电子器件模型和输电网模型等方面的内容，并进行准确参数的设置和不同工况下的测试。

双馈风力发电系统变流器的研究与设计

双馈风力发电系统变流器的研究与设计摘要：近几年，新能源控制技术得到了广泛进步，风电相关研究领先于其它新能源领域，我国风电并网容量远大于世界各国。

风电装机容量的增加，风电会改变电力系统的电能质量，例如：电压、频率、电网谐波等。

PWM（Pulse Width Modulation，脉宽调制）变流器网侧输出电压为正弦波，并且具有较快的动态控制响应，能够降低风电并网给电网带去的不良作用。

伴随风速的持续变化，风机的桨叶会由于惯性产生改变，在直接功率手段基础上，设计了基于Smith预估自适应PI策略，对变流器控制策略有进一步提升，增强风电系统的稳定程度。

关键词：变流器；滑模控制；模糊自适应； PSCAD1 变流器的控制策略研究PWM变流器控制方法已经上升为当今风力发电领域的热点，相继有新理论提出：直接电流法、直接功率法等。

1.1 机侧变流器的数学模型双馈风力发电机稳定运行，其定子的电压对应的频率稳定为50Hz。

电网的电压频率不发生变化，并网后定子的电动势为恒值，只有定子电流可控，因此，并网条件下发电机功率就能转化为对定子电流的控制。

对机侧变流器开展研究，需要考虑发电机等效模型，忽略定子电阻影响，可得发电机定子瞬时功率为：式中：L′为定转子间的互感，ω1为同步角速度。

双馈电机并网后，只有定子内部的电流大小可受控制，转换定子和转子电流，通过影响转子的电流能够实现控制发电机输出功率。

结合双馈电机模型，就能得到转子电压、电流两者的式子为：式中：σ为漏抗因子，im为定义的子磁化电流。

把上诉原理与模糊PI策略相结合，把功率误差及其变化作为系统输入量，功率增量作为输出量，则变流控制器流程图如图1。

图1 机侧变流器控制框图1.2 自适应模糊PI控制自适应模糊PI控制，就是以传统PI控制为基础，对PI策略的配置进行优化实现系统的最优控制，如图2所示。

图2 自适应模糊控制系统框图以有功功率为例，将有功功率误差E的子集设置如下：其误差改变CE与增量CU子集设置如下：根据变流器运行过程中的实际情况以及专家经验，可得变流器的控制策略如表1-1所示。

双馈型风力发电变流器及控制研究_1

双馈型风力发电变流器及控制研究发布时间：2023-02-03T02:45:19.615Z 来源：《中国电业与能源》2022年第18期作者：骈志强[导读] 随着社会主义市场经济的逐步发展骈志强内蒙古华电锡林浩特新能源有限公司内蒙古锡林郭勒 011300摘要：随着社会主义市场经济的逐步发展，电能已广泛应用于社会生产及人民生活质量的提升。

为保证电网稳定性，电力企业必须在日常电能生产中引入各种发电技术。

其中，双馈型风力发电变流器大幅提高了风力发电效率，能节省发电资源的消耗，还能减少发电对环境的污染。

关键词：双馈型风力发电；变流器；控制变速恒频双馈风力发电机组以其能量转换效率高、良好的电能质量等特点，成为风电市场的主流机型。

双馈风力发电系统的控制一直是国内外研究的热点，其中双馈风电系统运行控制的核心是变流器的控制。

为充分发挥双馈系统两侧变流器的灵活性，保证电力系统的稳定性，避免传统矢量控制过分依赖电机参数的问题，本文详细分析了双馈型风力发电变流器及其控制。

一、双馈型风力发电变流器特点随着科技的发展，风力发电技术能取代传统的发电技术，节约不可再生资源。

为保证电力输送的稳定性，风力发电的转速不能随着外部环境的影响而不断变化，它需保持在一定的速度范围内。

因此，风力发电机包含变速恒频系统，变速恒频系统有许多类型，双馈感应变速恒频系统应用最广泛，且具有一定的经济性，双馈型发电机最重要的组成部分是绕组、转子绕组，绕组需与电网连接，发电机使用齿轮系统与风力机连接，转子绕组需使用双向变流器与电网连接，二者的结合能控制交流励磁及功率，达到变速及无功补偿的目的。

双馈型风力发电系统需要的电量较少，变流器发电机对转子测电源无太大要求，测电源容量为机组额定容量的40%即可正常运行。

双馈型风力发电变流器体积小、材质轻、柔韧性好，能来回双向转化直流电及交流电，由主电流系统、配电系统、控制系统组成。

变流器可减少并网冲击电流对电机及电网的不利影响，变流器是一种具有过流过压保护功能器件，所以可在高山上建造风力发电设备，以获得更多风源。

风力发电双馈变流器主电路与驱动电路的研究设计说明

目录设计总说明 (III)DESIGN GENERAL DESCRIPTION (V)1 绪论 (1)1.1风力发电简介 (1)1.2风力发电的现状 (2)1.3风力发电系统简介 (4)1.3.1 恒速恒频发电系统 (5)1.3.2 变速恒频发电系统 (6)2 双馈式风力发电机组 (9)2.1双馈式风力发电机组原理 (9)2.2双馈式风力发电机组的特点 (13)3 双馈变流器的设计 (15)3.1双馈变流器的工作原理 (15)3.2双馈变流器的组成 (16)3.2.1 并网开关 (17)3.2.2 双PWM变换器 (19)3.2.3 预充电回路 (29)3.2.4 滤波电路 (31)3.2.5 低电压穿越电路 (35)3.3总结 (38)4 变流器功率单元驱动电路的设计 (39)4.1驱动电路概述 (39)4.2驱动电路的性能参数 (39)4.2.1 基本工作原理 (39)4.2.2 驱动电路的功能 (41)4.3驱动电路的设计 (42)4.3.1 驱动芯片的选取 (42)4.3.2 外围电路的设计 (45)4.4总结 (49)5 实验结果及分析 (50)5.1概述 (50)5.2满功率试验波形记录及分析 (51)6 总结及展望 (56)参考文献 (57)附录A 1.5MW双馈变流器主电路 (58)附录B 1.5MW双馈变流器驱动电路 (59)附录C 1.5MW双馈发电机额定参数 (60)附录D 1.5MW双馈变流器 (61)致谢 (62)风力发电双馈变流器主电路及驱动电路的研究设计设计总说明：随着工业的迅猛发展，能源消耗的日益增长，环境污染的日趋严重，迫使人们考虑新能源和可再生能源的开发和利用问题。

目前人类开发的新能源有：核能、太阳能、风能、生物质能、地热能、海洋能、氢能。

风能凭借其多方面的优点，在新能源的开发利用中脱颖而出。

而风力发电的核心技术是并网变流器，其效率的好坏、可靠性的高低将直接影响系统的性能和投资。

双馈风电机组双PWM变换器控制技术的发展

双馈风电机组双PWM变换器控制技术的发展一、双馈风电机组的基本原理双馈风电机组是由双馈感应电机和功率电子变流器组成的风力发电系统，其主要包括双馈感应电机、主控制器、功率电子变流器等部分。

双馈感应电机具有两套定子绕组，分别为主绕组和次绕组，主绕组连接到电网，次绕组通过双馈变流器与电网相连接。

功率电子变流器采用PWM变流器，可以有效控制双馈风电机组的风机转速和输出功率。

二、双PWM变换器控制技术的发展历程双PWM变换器控制技术是指通过PWM变换器来控制双馈风电机组的转速、功率输出和电网连接等参数，其发展历程经历了以下几个阶段：1. 传统的双馈风电机组控制技术在双馈风电机组控制技术的早期阶段，主要采用传统的PID控制器来实现对双馈感应电机的控制。

这种方法虽然简单易行，但是对于非线性系统的控制能力有限，容易造成系统振荡和失稳。

随着功率电子技术和数字控制技术的发展，PWM变换器控制技术被引入到了双馈风电机组控制系统中。

通过PWM变换器可以实现对电机转速、功率输出以及电网连接等参数的精确控制，提高了系统的稳定性和控制精度。

3. 矢量控制技术的应用随着人工智能和大数据技术的发展，智能控制技术被引入到双PWM变换器控制技术中，可以通过智能算法对系统进行优化和自适应控制，提高了系统的运行效率和可靠性。

1. 高性能功率模块的应用随着功率半导体技术的不断进步，高性能功率模块的应用可以提高PWM变换器的功率密度和效率，降低系统的损耗和成本。

2. 多电平变换器技术的应用多电平变换器技术可以实现对PWM变换器的输出波形的分段控制，提高了系统的输出电压波形质量和电磁兼容性，对于提高风电系统的功率质量具有重要意义。

通过多源集成技术可以将风能和太阳能等多种清洁能源进行集成，实现多种能源的协同利用和互补，提高了系统的发电效率和稳定性。

双PWM变换器控制技术作为双馈风电机组控制系统的关键技术之一，具有广阔的应用前景和发展空间。

随着我国对清洁能源的大力扶持和风电产业的不断发展，双PWM变换器控制技术将会得到更加广泛的应用，为我国风电产业的发展注入新的动力。

双馈风力发电机双PWM变换器控制及实现

风为我控，引领未来
两电平电压型双PWM变流器
缺点
中间直流侧电压的波动。如果增加直流母线电容值，电容体积庞大，随着时间的增加电容值减少，影响寿命。目前通常采用功率平衡控制方式来解决。
风为我控，引领未来
二、双馈用变流器的要求及拓扑
多电平双P W M 变流器
为了满足风力发电对高压、大功率和高品质变流器的需求，多电平变流技术得到广泛应用。采用多电平变流技术后，可以在常规功率器件的耐压基础上，提高电压等级，获得更高级（台阶）的输出电压，使波形更接近正弦。谐波含量少，电压变化率小，并获得更大的输出容量。典型的多电平拓扑结构有：二极管箝拉型、飞越电容型，级联H 桥型、混合箝拉型等。随着电平数增加，箝拉器件的数目也增加，导致系统实现困难。通常以三电平、五电平变流应用居多。
转子电流闭环设计
风为我控，引领未来
DFIG定子电压定向控制
风为我控，引领未来
DFIG定子电压定向控制
采用定子电压定向后，实现了DFIG定子有功和无功功率解耦。
风为我控，引领未来
DFIG定子电压定向控制
转子电流闭环设计
风为我控，引领未来
DFIG定子电压定向控制
转子电流闭环设计
风为我控，引领未来
3. 网侧变流器的数学模型
网侧变流器可看做是可控的三相交流电压源。
当直流侧电压恒定时,通过PWM 控制，可调节变流器输入电压ur 幅值、相位，从而调节输入电流大小及其和电网电压相位。
单位功率因数整流运行单位功率因数逆变运行非单为功率因数运行
风为我控，引领未来
3. 网侧变流器的数学模型
DFIG定子电压定向控制
DFIG的功率控制
风为我控，引领未来

双馈型风力发电变流器及其控制

双馈型风力发电变流器及其控制随着环保意识的日益增强和可再生能源的广泛应用，风力发电技术得到了快速发展。

双馈型风力发电变流器作为风力发电系统中的关键设备之一，在提高风能利用率和电能质量方面具有重要作用。

本文将介绍双馈型风力发电变流器的工作原理、特点优势及其控制方式。

双馈型风力发电变流器是一种交直流变换设备，可将风力发电机发出的交流电转换为直流电，再供给电力系统使用。

其工作原理是采用双馈（交流和直流）线路，通过电力电子器件（如IGBT、SGCT等）的开关动作，控制交流和直流电流的双向流动，实现能量的交直流转换。

高效性：双馈型风力发电变流器具有较高的能量转换效率，可实现风能的最大化利用。

灵活性：双馈型风力发电变流器可通过控制开关器件的占空比，调节输出电流的幅值、频率和相位，满足不同风速和负荷条件下的运行需求。

稳定性：双馈型风力发电变流器可有效平抑风速波动带来的影响，提高电力系统的稳定性。

维护性：双馈型风力发电变流器采用模块化设计，便于维护和检修，降低了运维成本。

矢量控制：通过控制交流侧电流的幅值和相位，实现有功功率和无功功率的解耦控制，提高电力系统的稳定性。

直接功率控制：采用瞬时功率采样，通过控制逆变侧电流的幅值和相位，直接控制有功功率和无功功率，具有快速的动态响应。

神经网络控制：利用神经网络技术，建立风力发电变流器数学模型，实现自适应控制和优化运行。

模糊控制：基于模糊逻辑理论，通过模糊控制器对变流器进行非线性控制，具有良好的鲁棒性和适应性。

双馈型风力发电变流器作为风力发电系统的关键设备之一，具有高效、灵活、稳定和维护简便等特点及优势。

其控制方式多种多样，包括矢量控制、直接功率控制、神经网络控制和模糊控制等，可根据实际应用场景选择合适的控制方式以实现最优运行。

随着风电技术的不断发展，双馈型风力发电变流器在未来将发挥更加重要的作用，为可再生能源的广泛应用和绿色能源转型提供强有力的支持。

随着环境保护和可持续发展的日益重视，风力发电作为一种清洁、可再生的能源，越来越受到人们的。

双馈型风力发电变流器及控制研究

双馈型风力发电变流器及控制研究发布时间：2023-02-01T08:33:10.973Z 来源：《工程管理前沿》2022年第18期作者：李宇雷[导读] 风力发电作为一种已商业化利用并具有巨大潜力的可再生能源开发形式，李宇雷大唐定边风力发电有限责任公司陕西省西安市 710000摘要：风力发电作为一种已商业化利用并具有巨大潜力的可再生能源开发形式，近年来发展迅速，其中变速风力发电技术，特别是双馈型变速恒频风力发电技术因其独特的优势而备受关注。

关键词：双馈型风力发电；变流器；控制随着时代的进步和科技的发展，人们对生活质量要求越来越高，电作为一种能耗，已成为人们日常生活中不可或缺的一部分。

然而，正因如此，世界上发电产生的废气正在逐渐增多，保护环境迫在眉睫。

所以要不断加大对风力发电的重视度，而风力发电变流器及其独特的控制技术是风力发电研究的重要部分之一，以电变流器及其控制技术的分析关系到风电系统的可靠性和供电质量。

一、风力技术的发展现状随着科技的深入发展，风力发电技术得到了极大的提高。

就我国而言，风力发电规模正在逐步扩大，在整个发电行业中比重在不断增大。

随着风力发电技术的增强，风力发电技术单机容量不断增多，整个行业正在走向稳定化及商业化。

虽然风力发电成本高，但正常运行所需运营和维护成本少。

风力中海风稳定性强，干扰小，风速快，在风力发电方面发挥着重要作用。

目前，我国风力发电形势较好，但仍有一些关键问题需改进。

在我国风能资源分布中，能广泛利用风能的地区集中在东南沿海及西北地区，这些地区因风力强，风力发电企业分布密集，技术较成熟，聚集风电可能会产生过剩或窝电现象。

此外，随着风电行业的不断发展，技术建设也变得越来越重要。

我国机械零件发展迅速，但核心部件发展并不理想，风电产业链不够完善，无专门的整机设计，在运输、维护、咨询、监测方面无系统的体系，管理不够到位，从而阻碍了风力发电行业的发展。

因核心技术的不完善及风力技术的研究推广时间短，风力发电机组仍存在一些不足，安全性能低，尤其是在并网、运输方面。

对双馈风力发电变流器设计探究

对双馈风力发电变流器设计探究发表时间：2019-01-08T15:22:42.733Z 来源：《电力设备》2018年第24期作者：徐志英[导读] 摘要：文章对双馈风力电机的功率流动、数学模型、坐标变换等理论和背靠背结构的双PWM双馈风机变流器拓扑结构进行了深入的研究。

（南瑞集团有限公司（国网电力科学研究院有限公司）江苏南京 210003）摘要：文章对双馈风力电机的功率流动、数学模型、坐标变换等理论和背靠背结构的双PWM双馈风机变流器拓扑结构进行了深入的研究。

在双馈风机变流器的控制策略技术上，提出了背靠背结构的双PWM变流器设计，发电机端变流器采用基于定子磁链定向和定子电压定向的控制策略；在并网端变流器PI双闭环结构控制策略。

为了验证本文所提出理论的有效性，在由异步电机模拟风轮的1.5MW双馈风电机组实验平台，针对双馈电机的运行状态开展了次同步、超同步和穿越同步速等实验，实验结果证明，文章提出的设计方案可以满足双馈风机并网控制要求，控制系统动态响应快，稳定性好，电流谐波含量少。

关键词：风力发电；双PWM；变换器；矢量控制1系统变流器的控制策略在电机端即机侧变流器的控制策略中，需要实现电机转矩和磁链的解耦控制，从而提高整体发电系统的效率。

在传统异步电机控制中，定子磁链观测技术可以实现针对电机的精确控制，但由于双馈电机的结构与特性，本文选取定子电压作为控制量（控制框图如图1所示）。

设定双馈风机的定子电压矢量在dq同步旋转坐标系中与q轴重合，在此坐标系下电机功率为：根据上述公式可以看出，在dq同步旋转坐标系中电机无功功率由转子电流的d轴分量决定，有功功率由转子电流的q轴分量决定。

因此实现双馈电机有功功率和无功功率的解耦控制，只需要在旋转坐标系中控制相应的转子电流分量。

图1双馈电机定子电压定向矢量控制框图图2网侧变流器电路拓扑背靠背型双PWM控制的双馈风机变流器，电机端变流器负责系统发电控制，电网侧并网变流器负责稳定直流母线电压和调节并网功率因数（电路拓扑如图2所示）。

双馈型风力发电变流器及其控制的开题报告

双馈型风力发电变流器及其控制的开题报告双馈型风力发电变流器是一种较为先进的风力发电变流器。

本文旨在介绍双馈型风力发电变流器的基本原理、结构和特点，以及其控制策略。

第一部分：双馈型风力发电变流器的基本原理双馈型风力发电系统由风力发电机、双馈型发电机以及变流器组成。

所谓双馈型发电机，即发电机同时具备定子和转子两个电磁场，能够实现定子和转子之间的电磁耦合。

在发电机运行时，风轮驱动转子转动，转子通过定子产生电能，并将电能传递给电网。

具体来说，转子上装有两组绕组——定子绕组和转子绕组，分别与定子磁极和转子磁极相连。

而变流器则是将风能转化为电能的媒介。

它主要由桥式逆变器和控制电路组成，能够将传输到变流器的交流电信号转换为直流电信号，并输出给电网。

双馈型风力发电变流器实际上是对传统的功率器件进行更新的一种改进型变流器，它采用了双馈技术，即使变流器无法直接控制发电机的电磁耦合，也能够实现功率控制。

第二部分：双馈型风力发电变流器的结构和特点双馈型风力发电变流器的结构简单，但是具有较高的效率和可靠性。

双馈型风力发电变流器的内部结构主要包括三个部分：双馈变压器、定子侧桥式逆变器和转子侧桥式逆变器。

其中，双馈变压器是连接发电机和变流器的关键部分，能够将低频交流功率转化为高频交流功率，以便进行电磁耦合。

定子侧桥式逆变器和转子侧桥式逆变器分别控制发电机的定子实际输出功率和转子的有功功率。

双馈型风力发电变流器具有以下几个特点：1. 承载能力强：双馈型风力发电变流器能够承受高达100MVA的功率，具有良好的超载保护能力。

2. 高效稳定：具有较高的效率和动态响应速度，能够应对风速的变化，确保风机稳定运行。

3. 高可靠性：采用可编程控制器和电子元器件，总体可靠性高，维护成本较低。

第三部分：双馈型风力发电变流器的控制策略双馈型风力发电变流器的控制策略主要包括转子侧的MPPT控制、有功功率控制和无功功率控制。

有功功率控制主要用于控制双馈型发电机的输出有功功率，调整桥式逆变器的逆变角度，控制电流，以实现输出功率控制。

双馈风力发电机PWM变流器控制策略优化研究

双馈风力发电机PWM变流器控制策略优化研究刘国华;胡东平;黄波【摘要】为了提升脉冲宽度调制（Pulse Width Modulation，PWM）变流器在电网发生不平衡故障时的控制能力，对变流器控制策略进行优化，设计了基于电流平衡和基于功率平衡的功率外环控制策略，并在仿真实验系统中进行了模拟、分析与验证。

结果表明：该方法能够更有效地实现对机组的控制，故障期间对直流电压纹波的抑制效果很好，可稳定控制直流电压，有效降低有功功率波动，提升电网稳定水平。

%For the sake of improving control ability of pulse width modulation (PWM) converters when the power grid breaks down,optimizes control strategy of converter,separately designs power loop control strategies based on current balance and power balance,through modeling simulates control effects. The result shows that the method can effectively control the units with better effect of suppressing DC voltage ripple in period of failure,control DC voltage steadily,reduce active power fluctuation and improve stability level of power grid.【期刊名称】《宁夏电力》【年(卷),期】2014(000)006【总页数】5页(P33-36,56)【关键词】风力发电;双馈发电机;变流器;控制策略【作者】刘国华;胡东平;黄波【作者单位】南京南瑞集团公司，江苏南京 210003;中国电力科学研究院，北京100192;南京南瑞集团公司，江苏南京 210003【正文语种】中文【中图分类】TM614双馈电机以其独特的优势在风力发电领域得到了广泛应用［1］，特别是对大功率风力发电机而言，双馈型风力发电机占据了较大的市场份额，对双馈电机运行控制性能的要求也越来越高。

双馈风电变流器控制系统的研究与设计

［15 ］
。
主要从事电力电子与电力传动研究。男，工程师，李长乐（ 1983 —），
— 40 —
·分布式电源及并网技术 ·
电器与能效管理技术（ 2015No． 22 ）
并网变流器采用 L 型或 LCL 型滤波方波污染，式，两者均能很好地抑制电流谐波，但前者需很大的电感量才能达到一样的滤波效果
当同步旋转坐标系的 d 轴定向于定子磁场矢量 ψs 时，有
{
ψ ds =
ψs = ψs
（ 6）（ 7） — 41 —
{0 ≈ ω ψ
1
ψ qs = 0 ψ qs = U s ≈ － ω1 ψ ds
qs
电器与能效管理技术（ 2015No． 22 ）
·分布式电源及并网技术 ·
式中：
ψ qs = 0 u qs ψ ds = ψ s ≈ － ω1 ψ ds = L s i ds + L m i dr = L m i ms = ψ s i ms — — —励磁电流矢量。
［12 ］
i ds 、 i qs 、 i dr 、 i qr — — —d 、 q 轴定、转子电流； u qs 、 u dr 、 u qr — u ds 、 — —d 、 q 轴定、转子电压； — —d 、 q 轴定、转子磁链； ψ ds 、 ψ qs 、 ψ dr 、 ψ qr — w1 、 — —同步转速和滑差角速度； ws — D— — —微分算子。忽略电机定子绕组电阻，发电机的定子总磁链与定子端电压矢量的相位正好相差 90° 。因此，采用发电机定子磁链定向，矢量控制系统可以大为简化。将定子磁链定向在 d 轴上，且忽略定子绕组压降，此时磁链方程为 ψ ds = ψ s = L s i ds + L m i dr i ds = （ ψ s － L m i dr ） / L s

浅析双馈型风力发电变流器及其控制

浅析双馈型风力发电变流器及其控制发表时间：2016-12-08T15:20:54.363Z 来源：《电力设备》2016年第19期作者：刘洋[导读] 双馈型风力发电变流器是我国社会中常用的一种电力发电应用设备。

（国家电力投资集团公司；宁夏青铜峡能源铝业集团公司；中卫新能源有限公司三级）摘要：双馈型风力发电变流器是我国社会中常用的一种电力发电应用设备，这种发电变流器在我国电力供应市场中的应用，可以大大降低风力发电的工作效率，降低风力发电的运行成本，实现我国风力发电技术的进一步开发与应用，提高电力应用的发展水平，本文对双馈型风力发电变流器的关键技术和实际应用进行技术分析探究，达到对双馈型风力发电变流器的研究与控制，推荐我国新能源的开发与应用。

关键词：双馈型；风力发电变流器；发电变流器控制引言：社会主义经济发展结构的逐步完善，为社会主义社会各个层面的经济变革发展提供了发展新空间，风力发电代替传统煤炭发电，成为现代社会电力资源供用发展的重要组成、双馈型风力发电变流器在我国风力发电企业中的应用广泛程度得到进一步优化，双馈型风力发电变流器采用循环变流器和直交变流器的同步应用，是双馈型风力发电变流器在工作中，有用功的比重提高，风力发电中电流转换水平和转换渠道更加灵活，风力发电系统的运行成本降低，为推进我国社会经济发展动力的逐步完善提供发展新动力。

一、双馈型风力发电变流器及其控制技术的分析（一）双馈型风力发电变流器关键技术分析双馈型风力发电变流器在现代风力发电中的应用范围得到广泛应用，是我国社会电力资源供应的重要组成部分，双馈型风力发电变流器的关键技术主要分为交直流变流器，循环供应变流器以及矩形供应变流器三种类型，本文结合双馈型风力发电变流器在实际应用中的三种类型，对双馈型风力发电变流器的变流关键技术进行分析。

1.交直流变流器双馈型风力发电变流器的交直变流器通过外部电流传输，将风力资源转换为电力运行中电流运输结构和运输质量的综合性应用，达到应用变流器储存电感或电容，实现风力资源转化为电力资源，当电流传输中电力资源供应与电力系统的供应中出现电力资源应用和分析，交直流变流器对电力输送系统进行系统保护，电流传输的安全性和电力资源控制管理在实际应用作用增强。