【摘要】：對(duì)由雙饋風(fēng)電機(jī)組組成的海上風(fēng)電場(chǎng)采用混合高壓直流輸電技術(shù)并網(wǎng)時(shí)風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)部的電壓和頻率控制進(jìn)行了研究�；旌细邏褐绷鬏旊娤到y(tǒng)由雙橋十二脈波不控整流換流器(DBC)、模塊化多電平換流器和高壓直流輸電線路組成。首先,通過(guò)深入的理論分析闡明當(dāng)由雙饋風(fēng)電機(jī)組組成的海上風(fēng)電場(chǎng)采用混合高壓直流輸電技術(shù)并網(wǎng)時(shí),風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)部的電壓可以自動(dòng)維持在一個(gè)合適的范圍內(nèi)并隨雙饋風(fēng)電機(jī)組輸出有功功率的變化而變化。在此基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)了雙饋風(fēng)電機(jī)組轉(zhuǎn)子側(cè)換流器的控制器以實(shí)現(xiàn)對(duì)風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)部交流系統(tǒng)頻率的控制,同時(shí)實(shí)現(xiàn)了雙饋風(fēng)電機(jī)組輸出有功功率的最大功率點(diǎn)跟蹤。為防止岸上公共連接點(diǎn)發(fā)生三相接地短路故障時(shí)基于DBC的高壓直流輸電系統(tǒng)發(fā)生過(guò)電壓,設(shè)計(jì)了故障時(shí)雙饋風(fēng)電機(jī)組的控制策略。最后,對(duì)建立的采用混合高壓直流輸電技術(shù)并網(wǎng)的海上風(fēng)電場(chǎng)模型進(jìn)行了數(shù)字仿真,仿真結(jié)果驗(yàn)證了理論分析的正確性和所提出控制策略的有效性。
【圖文】：

所提出的風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)部的電壓和頻率控制策略并不適用。本文通過(guò)深入的理論分析證明了當(dāng)Ｄ－ＨＶＤＣ用于由雙饋風(fēng)電機(jī)組組成的海上風(fēng)電場(chǎng)的并網(wǎng)時(shí)，風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)部的電壓可以自動(dòng)被維持在一個(gè)合適的范圍內(nèi)。在此基礎(chǔ)上，提出了風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)部的頻率控制器，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了風(fēng)力發(fā)電機(jī)輸出的最大功率跟蹤。本文和文獻(xiàn)［６－８］的研究表明，對(duì)于現(xiàn)在主流的兩種類型的海上風(fēng)電場(chǎng)，采用Ｄ－ＨＶＤＣ實(shí)現(xiàn)其并網(wǎng)都是可行的。１系統(tǒng)結(jié)構(gòu)對(duì)于由雙饋風(fēng)電機(jī)組組成的海上風(fēng)電場(chǎng)，當(dāng)采用Ｄ－ＨＶＤＣ技術(shù)并網(wǎng)時(shí)，其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖１所示。圖中，ＰＣＣ表示公共連接點(diǎn)。為簡(jiǎn)化系統(tǒng)建模，風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)部的所有風(fēng)電機(jī)組被等效成為一臺(tái)２５０ＭＷ的風(fēng)力發(fā)電機(jī)［９］。由風(fēng)力發(fā)電機(jī)發(fā)出的電能首先通過(guò)升壓變壓器Ｔｗ匯入海上交流電網(wǎng)，然后經(jīng)三繞組變壓器Ｔｄ進(jìn)一步升壓，再通過(guò)ＤＢＣ整流后送入高壓直流輸電線路，最后由接收端的ＭＭＣ逆變成交流電送入岸上交流系統(tǒng)。濾波裝置用于濾除ＤＢＣ產(chǎn)生的諧波，并對(duì)變壓器和ＤＢＣ消耗的無(wú)功功率進(jìn)行補(bǔ)償。圖１采用Ｄ－ＨＶＤＣ技術(shù)并網(wǎng)的海上風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)Ｆｉｇ．１ＯｆｆｓｈｏｒｅｗｉｎｄｐｏｗｅｒｓｙｓｔｅｍｔｈｒｏｕｇｈＤ－ＨＶＤＣｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ下文的理論分析將表明，穩(wěn)態(tài)情況下風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)部的電壓可以被自動(dòng)維持在一個(gè)合適的范圍內(nèi)。在此基礎(chǔ)上，ＲＳＣ被用于控制風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)部的頻率，同時(shí)實(shí)現(xiàn)風(fēng)力發(fā)電機(jī)輸出的最大功率跟蹤，雙饋風(fēng)電機(jī)組的網(wǎng)側(cè)換流器（ＧＳＣ）用于維持雙饋風(fēng)電機(jī)組轉(zhuǎn)子側(cè)直流電容電壓恒定。岸上ＭＭＣ工作于定直流電壓模式以維持Ｄ－ＨＶＤＣ接收端直流電壓恒定，由于ＭＭＣ的建模與控制在很多

圍內(nèi)。在此基礎(chǔ)上，ＲＳＣ被用于控制風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)部的頻率，同時(shí)實(shí)現(xiàn)風(fēng)力發(fā)電機(jī)輸出的最大功率跟蹤，雙饋風(fēng)電機(jī)組的網(wǎng)側(cè)換流器（ＧＳＣ）用于維持雙饋風(fēng)電機(jī)組轉(zhuǎn)子側(cè)直流電容電壓恒定。岸上ＭＭＣ工作于定直流電壓模式以維持Ｄ－ＨＶＤＣ接收端直流電壓恒定，由于ＭＭＣ的建模與控制在很多文獻(xiàn)中已有研究［１０－１１］，本文不再贅述。本文ＭＭＣ采用文獻(xiàn)［１１］中所述的調(diào)制策略和文獻(xiàn)［１２］中所述的子模塊電壓平衡策略。２控制策略２．１風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)部的交流電壓分析如圖２所示，當(dāng)雙饋風(fēng)電機(jī)組與阻感負(fù)載串聯(lián)時(shí)，其機(jī)端電壓和頻率分別為［１３］：Ｕｓ＝ＰＧＲ２ψ２ｓ３ψ２ｓＲ－ＰＧi幔蹋玻ǎ保│兀澹劍校牽遙玻腸祝玻螅遙校莍幔蹋玻ǎ玻┦街校害兀邐低稱德�；Ｕｓ为定子侧相悼姽幅謸�(dān)唬校俏》緄緇槭涑齙撓泄β剩滬祝笪ㄗ喲帕�；Ｒ为负载道`�；负载稻^�。哇E菜》緄緇橛胱韙懈涸卮疲椋紓玻模錚酰猓歟媯澹洌鰨椋睿洌簦酰潁猓椋睿澹螅悖錚睿睿澹悖簦澹洌鰨椋簦瑁潁澹螅椋螅簦幔睿悖澹椋睿洌酰悖簦幔睿悖澹歟錚幔湮南祝郟保常葜賦觶運(yùn)》緄緇槔此擔(dān)潿ㄗ喲帕純梢雜勺擁緦韉模渲岱至靠刂�，其输除_撓泄β士梢雜勺擁緦韉模裰岱至靠刂�。因此，，灾I跡菜鏡南低持�，可覄蜚暘双馈肪i緇榛說(shuō)繆溝鈉德屎頭凳怯篩涸氐奶匭運(yùn)齠ǖ�。分析觽馈肪i緇樽槌傻暮Ｉ戲緄緋⊥ü模齲鄭模貌⑼狽緄緋∧誆康慕渙饗低車繆故�，文献｀P保常蕕難芯烤哂瀉艽蟮牟慰技壑�。栽柧i緋≌Ｔ誦惺�，双馈肪i緇

本文編號(hào)：2531119