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直驱风电系统变流器建模和跌落特性仿真

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第 3 4卷 第 5期  20 0 8年  5月 









术 

Vo   4 L 3  NO 5 . 

Hi h Vo t g   g ne rn   g   la e En i e i g

Ma   y

2 0  08

? 9 9 ? 4  

直 驱风 电 系统 变 流 器 建模 和 跌 落 特 性 仿 真 
胡 书举  ,李 建林  ,许 洪 华  ( .中 国科 学 院电工研 究所 , 1 北京 1 0 9 ; .中 国科 学 院研 究 生 院, 0 10 2 北京 1 0 4 ) 0 0 9 
摘 要 :为 增 强 直 驱 型 变 速 恒 频 风 电 系 统 的低 电 压 穿 越 能 力 , 取 了 变 流 器 直 流 侧 增 加 卸 荷 负 载 以 在 故 障 时 消 耗  采

掉 直 流 侧 多 余 的 能 量 , 风 电 机 组 的 正 常 运 行 基 本 不 受 电压 跌 落 影 响 的 应 对 措 施 。通 过 对 发 电 机 侧 变 流 器 、 网  使 电
侧 变 流 器 和 直 流 侧 卸 荷 负 载工 作 原 理 的 详 细 分 析 , 流 器 采 用 背 靠 背 双 P M 结 构 , 现 了 变 流 器 的 整 体 建 模 。 变 W 实  

基 于 Mal 7 3 s l k . 构 建 了 变流 器 的仿 真 模 型 , 电 网 电压 跌 落 时 系 统 的跌 落 特 性 进 行 了 变 流 器 模 型 及  t b . /i i 6 5 a mu n 对
其 分 析 正 确 性 的 仿 真 验 证 , 果 表 明 , 用 直 流侧 卸 荷 负 载 可 有 效 提 高直 驱 系统 的 故 障 穿 越 能 力 , 有 较 快 的 动 态  结 采 具
响应速度 。  

关 键 词 :直 驱 型 风 电 系统 ;永 磁 同步 发 电机 ;建 模 ;电 压 跌 落 ;低 电压 穿 越 ;卸 荷 负 载 
中 图 分 类 号 : MS 0 T 1  文 献 标 志码 :   A 文章 编号 : 0 36 2 ( 0 8 0 — 9 9 0   1 0   5 0 2 0 ) 50 4 — 6

M o e i   n Co v r e s o   r c — r v n W i   we   y t m  nd d lng o   n e t r   f Di e td i e   nd Po r S s e a   I s Pe f r a c   r ng Vo t g   a s t  r o m n e Du i   la e S g  
H U  h ~u~,LI in l   S ui      a —i ,XU  o g h a J n H n - u 

( .Elc rc lEn ie rn  n tt t  fCAS,B i n   0 1 0,Ch n : 1 e tia  gn e ig I siu eo  ej g 1 0 9 i ia  2 .Gr d ae Un v r iy o  a u t  ie st   fCAS,Bejn   0 0 9,Ch n ) i g1 0 4 i ia 
Abta t sr c :To e h n etelw  otg   iet r u h f   n a c h  o v l erd  h o g    a LVRT)c p bl y o  ie td ie   a ibes e d c n tn r ~ a a it  fdrc- r n v ra l p e   o sa tfe  i v - q e c VS u n y( CF)widp we y tm ,s mec u tr a u e  s  etk n n   o rs se o   o n eme s rsmu tb a e .Bya dn   a  o d a  — ieo h     d ig d mp la   tDC sd   ft e
c n r e , r du a   ne gy a   o ve t r e nd nte r   tDC- i e d i   i au t  ilbe c s s d   urng grd f lsw l     on um e d,t r f e t   he eor  heope a i     i  ur i   r tng ofw nd t bne wilno    nfue e     i   ola   a . Theba k t  ac   ua  l   tbei l nc d bygrd v t ges gs   c -O b k d lPW M   on re  sus d,a d t e prncplsofge   c ve t ri  e n   h   i i e     n— e a orsde c ve t r,grd sde c nv r e  nd da p lad a ean l z d i   t i,t n t   h e m o ln   ft   on— r t — i   on re i   i   o e tr a   m  o   r   a y e  n de al he  he w ol  dei g o  he c  

v r ri r a z d h   i l inmo e o  ec n etri d v l p db s do  h   t b . / i l k . , n   e et     el e .T es e s i mua o   d l f h  o v r     e e e   a e  n t eMa l 7 3 s t   t e s o a mui 6 5 a dt   n h
pe f r a c   r o m n e durng g i  la   a  s sm ult d,w hih d m on t a e   he v ldiy o   he m o la   n y i. The i   rd vo t ge s gs i  i ae c e s r t s t   a i t   f t   de  nd a alss   r s t  how  ha  ie tdrve   n  p e uls s t td r c — i n wi d owe   y t m h e go  c a lt   f f ul  i e h o rs se av   od ap biiy o   a t rd  t r ugh a   a t   nd f s dy a i  e  n m cr — s on   p e     i g d m png l d a   p d s e d by usn   a i  oa   tDC— i . sde 

Ke   r s i c— rv n wid p we  y tm:p r n n  g e  y c r n u   e eao PMS ;mo eig ot  ywo d :dr td ie   n   o rs se e e ma e tma n ts n h o o sg n rt r( G) d l ;v l— n

a es g ;lw v l g  ie h o g ( V g  a s o   ot er   r u h L RT) d mpla   a d t ; a  o d

制输 出功 率 因数 , 全 的运 行 在 一 定 的功 率 因数 范  安

0 引 言     
随着 风 力 发 电规 模 的不 断 增 大 , 在 电 力 生产  其 中所 占的 比重也 越 来 越 大 , 电系 统对 电 网 的影 响  风
已经 不能 忽略 。 目前 在 风 力发 电 占主导地 位 的一些 

围 内( 般是 超 前 0 9到 滞 后 0 9 , 且 能 够 在 电  一 . . )并

网故 障如 电压 跌落 等情 况下 , 快速 向电 网提 供无 功 ,  

调节 系 统 电压L 。国 内外 目前 对 双 馈 感 应 发 电 机  3  
( F G) 电系统低 电压 穿越 特性 的研究 较 多  , D I 风 但 

国家 , 如丹 麦 、 国 等 相 继 制 定 了新 的 电 网运 行 准  德 则, 只有 当 电网 电压 跌 落低 于规 定 曲线 以 后 才允 许 
风 力机脱 网 , 电压在 凹陷 部分 时 , 电机应 提供无  当 发 功 功率 。这 就要求 风 电系 统具有 较 强 的低 电压穿 越 

是对 直 驱风 电系统 变 流器 的整体 建模 和研究 还不 是  很 多 , 部分 文献 中并 没 有 考虑 电 网 电压 跌 落 时系  大
统 的 应 对 措 施  。 j 

因此 , 文从 提 高 直 驱 风 电 系统低 电压 穿越 特  本 性 出发 , 加 了直流侧 卸荷 负 载 , 对 由发 电机侧变  增 并 流 器 、 网侧 变 流器 和 卸 荷 负 载 构成 的变 流 器进 行  电

( VR 能 力口 , 时 能方 便 的 为 电 网提 供 无 功 支  L T) ]同
持 , 磁 同步 发 电 机 构 成 的 直 驱 式 变 速 恒 频 风 电 系  永

统 已被证 实在 这方 面拥 有 出色 的性 能  。 同时 电 网 j  

了整体 建模 , 细 分 析 了各 部 分 的工 作原 理 。基 于  详 Malb 。 / i l k . t 7 3 smui 6 5构 建 了直 驱 风 电 系统 的仿  a n 真模 型 , 其在 电网 电压 跌 落 时 的穿越 特 性 进 行 了  对 详细 的分 析 ; 过 直 流侧 卸 荷 负 载使 电 网 电压跌 落  通

也 要求 风 电系统 能 像传 统火 力 发 电一 样 , 方 便 控  可
基 金 资 助 项 目 : 国 博 士 后 科 学 基 金 项 g( 0 6 3 0 9 )  中 l200902。
P oe tS p o t d b   ia P s— o t r lS in e F u d t n rj c u p re   y Chn   o td co i   c c  o n a i     a e o
(0 0 9 0 2 . 2 06 3 0 9 ) 

发生 时 , 电机 和 电 网侧 变流 器保持 原有运 行状态 , 发   不 受 电压 跌落 的影 响 , 同时 系统能够 保持正 常工作 。  

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H i   V o t ge En i e i g gh la   g ne rn  

Vo. 4 No 5 13   . 

图 1 采 用 背 靠 背 结 构 变 流 器 的 永 磁 同 步 电 机 风 电 系 统   
Fi.1 W i d p we  y tm   sng p r a ntm a n ts n hr no sg ne a o   t ba k t- a k c nv re s g   n   o rs s e u i   e m ne   g e  y c o u   e r t rwih  c - o b c   o e tr 

图 2 发 电机 侧 变 流 器 控 制 框 图 
Fi.2 Co r   o k dig a o   e r t rsdec n re   g   ntolblc   a r m  f g ne a o - i   o ve tr

l 系统 工 作 原 理   
图 1是本 文采用 的直驱式 永磁 同步 电机风 电系 

式 中 ,  U

和 i i 分 别 是 发 电机 定 子输 出 电压 、  、。    

电 流的 d轴 和 q轴 分量 ;  R 分别 是 定子 电感 和  L和   电阻 ; ∞是 电机 转速 ; 为磁通 。     发 电机 的电磁转 矩方程 为 
2  

统 的结构 图 , 有连 接 发 电机 定 子 和 电 网的全 功 率  带 背靠 背变 流器 。发 电机 侧 的 AC D — C变 流 器通 过 调  节定 子侧 的 d轴 和 q轴 电流 , 控制 发 电机 的转 矩 和  定 子的无 功功率 ( 无功 设定值 为 0 ; ) 网侧 D — C变  CA
流器通过 调节 网侧 的 d轴 和 q轴 电流 , 制 直流 侧  控 电压 和流 向电 网的无 功 功率  , 现 有功 和 无功 的  ]实

T  一 善p ,   gi '  。 厶 

() 2 

式中, P是 发 电机极 对 数 , ( ) 示 发 电 机 电磁 转  式 2表 矩 可 以通 过定 子 电流的 q轴 分量进 行控制 。   图 2是 电机侧 变 流器 的控制 原 理框 图 , 以实  可 现 电磁转 矩 和无 功 的解耦控 制 。d轴 电流参 考值 一  般 设 定 为 0 但 是 为 了减 小 功 率 损 耗 , 通 过 算 式  , 可
, ∞ 确定 ; (   ) () f P c 的输 入量 为转速 ∞和输 出有功功  o

解耦 控制 ; 直流侧 卸荷 负载用 于 电网发生 故障 时 , 消 
耗 掉直 流侧积 累 的多余 能 量 , 因此这 种 风 机 的 电压 

跌落表现 可 以看成是 变流器 的 电压 跌落 表现  。   1 1 发 电机侧 变流器 控制方 案  .

率 P , 过一定 的 算 法实 现 最 大 功 率 跟踪 ,  通 确定 转  速 参考值 ∞ 电流 环采用 P 调节 ,  ; I 增加 电压补偿 项  以提高动 态 响应l 。 L   9 ] 1 2 电网侧 变流器 控制方 案  . 电网侧 变流器 控制直 流母线 电压 的稳定 及流 向 

发 电机 侧 变 流器控 制 发 电机 的 电磁 转矩 , 定  使
子无功 输 出为 0 。模 型以发 电机 转子 磁 通 为参 考坐  标系, 方程如 下 ] :  

f :一R i “      一L 旦+L ∞ ;    i   。

』  

』  d t  
。  

(  1 )

电 网的无 功 功 率 。在 两 相 同 步 旋 转 的  q坐 标 系 
中 , d轴 定 向于 电网 电压 矢 量 , 电 网侧 变 流 器  使 则 的模 型可 以表示为 口 。 。  

f “  一一R i 。  —L Us—L∞ +  t _ q  i  

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20 0 8年 5月  

高  电





术 

第3 4卷第 5 期 

.9 1. 5  

图 3 电 网侧 变 流 器 控 制 框 图   
Fi 3 Co r lb o k di ̄ a   f g i -i e c v re   g   nto  l c   a m o   rd sd  on e tr

d  

R 
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S。  
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L 

3   Sd
2 C 
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L 

3 S  2 C 
o  

0  

L 

0  

(   3)

图 4 直 流 侧 卸 荷 负 载控 制框 图 
Fi .   Co r   l c   a a   fDC  i e d m p la   g4 ntolb o k digr m o   sd   a  o d

0 0 一L   去  
式 中 ,  “ 为 电 网电压 的  、 “ 、  q轴 分量 ; 、 分别 为  i i     电 网侧 变 流 器 输 出 电 流 的  、 q轴 分 量 ;   S 是 开  S、。
关 函数 S ( 一a b c 变 换 到 d  足 , ,) q坐 标 系 中 的  、 q轴  相应 的开 关 函数 ;   直 流 侧 电压 ; 和 R 分别 为  Ua 是 L

式 中,   卸 荷 电阻 , 式 表 明 当直 流侧 功 率 不 *  R为 上

衡时, 由卸荷 负载 吸 收多余 的功 率 。  
系 统正 常 运 行 时 , u 和 △ 在 有 限 范 围 内波  P 动 , 时  = 0 也 即卸 荷 负 载 不 参 与 工 作 ; △   此 , 当 P 超 出设 定值 时 , 刻 投 入 卸 荷 负 载 , 立 占空 比  通 过  式 ( ) 定 , 己 超 出 允许 值 时 , 5确 当 , 使  一 1 完 全 投  , 入卸 荷 负载 。  

输 出交 流感 抗 的 电感 和 电阻分 量 ; C为直 流 侧 电容 ;  
i为直 流侧 电 流 ;  为 电网 电压角 频率 。   叫   图 3为 电 网侧 变 流 器 的控 制 原 理 框 图 , 以实  可

现输 出有 功 和 无 功 的 解 耦 控 制  。通 过 直 流 侧 电  压控制 器确 定  轴 参 考 电流 , 制 变 流 器 输 出 的有  控 功功率 , 功设 定通 常 为 0 可使 系统 运 行 在 单 位 功  无 , 率 因数 状 态_   1  。 1 3 卸荷 负载 控制 方案  .
直 流侧 的控 制 方程 为 
c  一 P  一 P 一  ( ) 4 

2 直 驱 风 电 系 统 跌 落 特 性 分 析 和 仿 真 模 型 
介 绍 
直 驱风 电系 统 在 电压 跌 落 时 , 以只 在 电 网侧  可

变 流器 和直 流侧 采 取应 对 措 施 , 不 必 影 响 到发 电  而
机侧 变 流器 以及 风 电 机组 的正 常 运 行 , 是直 驱 型  这

风 电 系 统 的 故 障 穿 越 能 力 优 于 双 馈 式 系 统 的 地  方_ 】 引。当电 网 电压 跌落 时 , 电机 侧 变 流器 并 不采 取 
特 别 措 施 , 功 能 仍 在 于 保 持 永 磁 同 步 发 电 机 的 正  其 式 中 ,   永 磁 同 步 电 机 定 子 侧 输 出 功 率 ;   电  P是 P是

网从风 电系统 中 吸 收 的 功 率 ; P 为 输 入 输 出有 功  △
功率偏 差 。  

常 运行 ; 电网侧 变流 器 因为 电网 电压跌落 , 而 同时 由  

于 半 导 体 的 热 容 量 有 限 , 流 有 一 定 的 限 制 要  电

图 4是 直 流侧 卸 荷 负 载控 制 原 理 框 图 , 中卸  其 荷负载 由功率 器件 I B G T和 卸 荷电 阻构 成 。卸 荷 电 
阻投 入时 I T 的导通 占空 比 d 可 由下式 给 出  GB  


求 l 因此 使 输 出 功率 受 到 限 制 , 会 造 成 直 流 侧  _ 1  , 这
功率 不* 衡 , 由式 ( ) 4 可见 电容 两侧 输 入功率 大 于输  出功率 , 如果 不增 加功 率泄 放通 道 , 使直流侧 电压  会 上升 口 对 系统 整体 的正 常运 行 产 生影 响 。因此 本   ,

△P 。  

(   5)

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Vo. 4 No   1 3   .5

A  毒 c
=  

图 5 仿 真 系统 原 理 图 
Fi .   S h m e o   i u a i n s s e g5 c e   f s m l to   y t m 

文在 直流侧 增加卸荷 负 载 电路 , 限制其 电压 的升 高 ,  

电压跌 落 的 幅 度 为 5  , 落 持 续 时 间 为 0 5S  0 跌 .  ,

保持 直流侧 的功率 * 衡 , 故 障期 间风 电 系统 仍 能  使 正 常并 网工 作 ] 。  
基于 上述 控 制原 理 , 文使 用 Malb . / i   本 t 73s a m—

1 5S .  跌落 开始 , S 落 结 束 。仿 真 波 形 见图 6 包  5 跌   , 括 电网侧 变流器 输 出侧 a相 电 网电压 、 电流 、 a相 有  功 、 功 功率 以及 直流侧 电压的波 形 , 无 仿真 中各量 都 
采用 标 幺值 形式 。  

uik . l 6 5构建 了系统 的仿 真模 型  , 5 仿 真 系  n 图 是
统 原理 图。为简化 模 型以恒定 的交 流源代 替永磁 同   步发 电机的输 出 , 电机 侧变 流 器 使用 恒 定 的转 速  发

从 图 6的波 形可 见跌落 发生 时电压 的有效值 降 
至额定 电压 的 5  , 0 而跌 落期 间 电流 增 大 , 是 受  但

输 入 , 过 解 耦 控 制 使 输 入 功 率 因 数 为 l 模 拟  通 ,
P G 定 子 输 出无 功 功 率 为 0 电 网 电 压 跌 落 时 , MS , 使 

到 电 网侧 变 流器 限流 环 节 的作 用 j 输 出 电流 i ,  
不 会 超 过 1 5 图 中 显 示 跌 落 期 间 电 流 i 约 为  .,  

电机侧变 流器 的控 制不 变 ; 网侧 变流 器 由 d轴 电 电  

14 . 。从 有功 和无 功波 形 可 见仿 真 模 型实 现 了有 功  和无功 的解耦 控制 , 无功 功率 Q 基 本 为 0   。电压跌  落的瞬 间 , 由于 电流 不能 突变 , 因此输 出有功 功率很  快 跌落 至额 定 的 6  左 右 , 随 着 电 流 的增 大 , 0 而 有  功功率 P   。也增 大 , 跌 落期 间约 为 0 7 在 电压 恢  在 .,
复后 , 样 由于 电流 不 能 突 变 , 功 P  间 达 到  同 有 。瞬 1 3左右 , 波 形 上 也 可见 电压 恢 复 时 有 功 出现 一  . 从 个尖峰 , 过短时 的 振 荡后 , 功 恢 复至 额 定值 ; 经 有 无 

流控制 有功 , 电流调 节无 功 , 变 q轴 参考 电 流  q轴 改 可方便 调节输 出功 率 因数 , 电 网侧 变流 器 通 常运  而 行在单 位功率 因数 状 态1 无 功 给定 为 零 , ]  , 即  一   0 电压跌 落发 生时 , 过计 算 卸 荷 负 载需 要 吸 收 的  ; 通 功率 , 确定卸 荷 电路 功率 器件 的导通 占空 比 , 其开 关 
频率 与其他变 流器相 同。  

详细 的仿真参 数如 下 : 出功率 为 1 0k 输 0 VA, 输 
出线 电 压 有 效 值 为 6 0V, 流 侧 电压 额 定 值 为  0  直

功在 电压跌 落和恢 复 的瞬间都有 一个 小 的波 动 。直  流侧 电压在 电压跌 落 时 有一 个 上 冲 , 过控 制 器 的  经 调节后 逐渐恢 复至 额定值 , 电压恢复 时有一 个下 陷 ,   电压 的波形 可 以与 有功 的波形 相 对 应 , 压跌 落 时  电

1 0  功率 器件 为 I T, 2 0V; GB 开关 频率 均为 2k ;   Hz 直 

流侧 电 容 6 0 . , 8 0p 输入 电感 lmH, 出滤 波 电感  F   输
12 .  mH, 荷负 载 R =5n; 流 母 线 电压 控 制 器  卸 d   直

P 参数 为 尼 一0 0 2 尼一0 0 , I   . 0 ,. . 5 电机 侧 和 电 网侧 变 
流器 电流调 节器 P 参数 均为 尼 一2 5 尼:5 0  I 。 . ,. 0 。

电容上 输入 的功率 瞬 间增 大 , 因而 电压 出现 上升 , 对 
应恢 复时 电容上输 出 的功 率 瞬 间增 大 , 而 电压 出  因
现下 降 。  

3 跌 落 特 性仿 真 结 果 
本 文对直 驱 风 电系 统运行 在单 位功 率因数下 的 

仿真 中发 现 , 采 用 卸荷 负 载时 直 流侧 电压 会  不 出现 较大 的上升 , 际 中 可能 会 超 过直 流 侧 电容 的  实 电压 上 限; 同时 去掉 电网侧 变流器 限流措 施 , 在电压 

跌落 特性进 行 了仿真 , 网侧变 流器 无 功给 定 为 0  电 ,

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术 

第 3 4卷第 5 期 

?9 3 ? 5  

荷 负载 提 高故 障穿 越能力 的方法适 用 于短 时电 网电  压 跌 落故 障 , 如果 跌 落持 续 时间较 长 , 需要 辅助采  则

用 其他 控 制 策 略 如 变 桨 等 限 制 风 电机 组 输 入 的功 
率 ; 中主 要针对 三 相对 称跌 落故 障 , 文 对其 他类 型 的  跌 落故 障 , 需要 进一 步 的探索 。 还  
2   16 .  12 .  08 . 
o4 .  0  

参  考  文  献 
[ 3MornJ eHa nS W. Rd-ho g   fwidtrie  i   1  re  ,d  n    iet ru ho  n ubn swt h d u l e n u t ng n rtrd r g av l g  i  ] E E o byfdid ci   eeao  ui    ot edpE .I E   o n a J
T r ns c i s o   n r y Co v r i n,2 0 a at on   n E e g   n e so 0 5, 2 ( ):4 5 4 1  0 2 3 —4 .

E 3Ab e  Jo  2  b yC,osG.Efc  f o  otg ietru h( VR   f to  w vl er  ho g L T) e l a d

caatr t  nvlaesa it [  ̄f I E   o rE gn e— h rcei i o  otg tbly C f E E P we  n ier sc i    
i g So i t   n   ce y Ge e a M e tn . S n Fr n ic nrl eig a   a c s o, US , 2 0 A 0 5,2:  
l Ol l O . 9 — 9 7 

[ ]Ka it ie.Votg a ietru ho   r e : o to  3 i eiann P l l esgr —ho g  f a d ACdi s cnrl v

a da ayi D] tc h l n  n lss .Sok om,S dn lcr a Mahnsa d [ we e :E eti l c ie n  c 
Po r El c r n c   p rm e to   e t ia  y t ms Ro a  n t— we   e t o i sDe a t n   fElc rc lS s e   y lI s i   t t   fTe h o o y,2 0 . u eo  c n lg 0 5  1  

06 . 


() 出无 功 功 率  d输
 

[ ]李 建 林 , 鸿 雁 , 4 许 梁

亮 , .VS F D I 在 电 压 瞬 间 跌 落 情 况  等 C —FG

下 的应 对 策 略 _] J .电力 系 统 自动 化 ,0 6 3 ( 9 :56 . 2 0 ,0 1 ) 6—8  
LIJa —i XU Ho g y n, LI  in l n, n —a ANG  a g, e a. S r tg  t  Lin t 1 ta e y o

02 . 


02 .  0.   6


cp  i   eV C - I uigv l g i[ ̄ o ewt t   S FDFG d rn ot edpJ .Auo t no  hh a tmai  f o
El c r cPo rSy t ms,2 0 e t i  we   s e 0 6,3 ( 9 0 1 ):6 — 8  56 .



1  

[3徐 5

科 , 敏 强 , 建 勇 , .风 力 发 电机 无 速 度 传 感 器 网 侧 功  胡 郑 等

率直接控制[] J.电力系统 自动化 ,0 6 3 ( 3 :34 . 2 0 ,0 2 )4 —7  
XU  ,H U  i—in Ke M nqa g,ZH EN in y n Ja — o g,e  1 ta.Dietc n r l rc—o to 
g i — on e t d p rd— c n c e   owe   t   o e d r c   p e   a ur me to   i r wih n n   ie ts e d me s e n   fd 。 。  

rc—r ewid g n rtr J . Auo t n o  l ti P we  et i   n  e eao [ ] dv tmai   fEe r   o r o c c
Sy t ms,2 0 se 0 6,3 ( 3 0 2 ):4 — 7  34 .

[ ]Mo rnJ ir      6 re  ,Pei J T G,d  a    H. Votg  i ie  k eHan S W  l edp r — a d
t{   s

t ru hcnrl f i c—r ew n ubn sC {3 t  tra ho g  o to o  r t i   idtrie[ ]{ 9hI en—   de dv n  
to a  n v r iis P we   g n e i g Co f r n e U P in l U i e s te   o rEn i e r n   n e e c ( EC  0 4)  20 .

图 6 5 %一.  跌 落 时 电 网侧 变 流 器 的    0 0 5s 仿 真 波 形 ( 率 因数 为 1  功 )
Fi 6 Si ulto   a e r sofgrd sd   o ve tr g.   m a i n w v  ̄ m     i - ie c n r e  

Br s o ,UK ,2 0 itl 0 4,3:9 4 9 8  3 -3 .

[ ]Muln  7 l eA,Lg toyG,Yaa n R.Widtr iefut ie  a ihb d   cmii   n — bn  lr — u a  d tru he h ne n [ ] IEE Trn at n  n P we  y— ho g  n a cme t J . E   a sci s o  o rS s o  
t ms e ,2 0 0 5,2 ( ) l 2 - 9 7  0 4 : 9 91 3 .

d r g5 %一 .  otg a P =1  ui  0 0 5s l esg( F n v a )

[ 3C iciaM ,Ar a e  ,B ro   .C nrl fp r n n— 8  hnhl   l n l sS ug sJC o to o  ema et t    

跌 落 幅度 较多 时 , 了维 持 输 出功率 , 为 电流标 幺值 变 
得非 常大    可 以超 过 5甚 至更 大 , 在 实 际 使 用  协, 这 中会 造成 变流器 功 率器 件 的损坏 。  

ma n t e r t r  a le   o a ib e s e d g e  g ne a o s pp id t  v ra l 。 p e  wi d—ne g  s s。 。 n — e ry y 。  

tmsc n etdt  h rd J .I E   a scin  nE eg  e  o nce ot eg i[] E E Trnat so   n ry o
Co e so nv r i n,2 0 0 6,2l 1 :1 0 1 5   ( ) 3  3.

[ ]Wa gF n xa g 9 n  e g in ,Ho   n mig B  ino g t 1 td n uQig n , oJa ln ,e a.Su yo    
c n r ls s e o  o s e d PM   e r t r d r c  rv n b   n   o t o   y t m  fl w  p e   g ne a o   ie td i e   y wi d

4 结  语    新 的电 网规则 要求 大 型变速 恒频 并 网风 电 系统 
具有 低 电压穿 越 能 力 , 于 直 驱 型 变速 恒 频 并 网风  对 电系 统 , 过在 变 流器 直流侧 增 加卸 荷负 载 , 以在  通 可

trie c] P oedn so h  ihh Itrain l o fr  ubn [ ∥ rce ig  fteEg t nent a C ne— o  
e c   n Elc rc lM a h n s a d Sy t m s I n e o   e t ia  c i e  n   se ( CEM S 2 0 . Na     0 5) n—

j g hn ,2 0 2 0 9 1 1 . i ,C ia 0 5, :1 0 — 0 2 n  

[ 0 eaR, lr  C, h r   1]P n  Cae  Ase  M.Do byfdid cing nrtr J G u l    ut  e eao  e n o
u ig b c —o b c   sn   a k t — a k PW M  o ve t r   n  t   p lc t n t   a i c n r e sa d is a p ia i   o v r— o  

电 网电压 故障 时消 耗 掉 直 流 侧 多余 的能 量 , 电 网  使
电压跌 落发 生及 恢 复 时 , 驱 风 电系 统 仍 能 保 持 并  直
网和正常 运行 , 电 机 和 电机 侧 变 流 器 可 以 基 本 不  发 受 电压跌 落 的影 响 , 具有 较快 的动 态 响应速 度 , 而  从

a l-pe  ide eg   eeain J .I E P o ednsE e— besedwn -nry gn rt [ ] E   rceig— lc o  
t i  we   p i a i n ,1 9 rc Po r Ap l to s 9 6,1 ( ):2 1 2 1  c 43 3 3 -4.

[ ]段 大 鹏 , 玉坤 , 春 伟 .基 于 三 相 V I S u 孙 潘 S 的 VG 动 态 建 模 与 仿  真研 究 [ ] J .高 电压 技 术 ,0 6 3 ( ) 8—7 2 0 ,2 6 :48 .  
DUAN Dap n — e g. S N Yuku U — n. PAN Ch n we. Dy a c u— i n mi 

有效 提 高直驱 风 电系统 的低 电压穿 越 能力 。使 用卸 

moeig ad smuain o he—h s  I ae  VG[ ] d l  n   i lt   ftrep aeVS— sd S n o b J.  

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?

95 ? 4  

M a   00   y2 8

H i   V ola e Eng ne rng gh tg   i ei  

V o1 3   . 4 NO.   5

Hi h Vo t ge En i e rn g   la   g n e i g,2 0 0 6,3 ( :8 — 7  2 6) 4 8 .

[8 oi tyV K, etSR, n    .I tlg n  t rt no  1]P let    Jti   VeaG K nel e tne ai  f  s   i i g o a
wi d f r t    u i t   o n   a m  O a tl y p we   e wo k wih mp o e   o t ge i r n t r   t  i r v d v la  

[2 1]Ch a w i n ,Hu Lag Juh nJ n .Mo eiga dsm— u n e Ya g   i in , ic u i g   a d l  n i   n
u a i n o  AC— lto   f DC   c n e t r s s e AC o v r e   y t m f r M W   e e  i e t o  l v l d r c 

s bly C   C neec  c r fTh  0 6I E  n uty t it[ ] a i o frneReod o  e2 0  E E Id sr 
Ap ia i n  Co f r n e pl t s c o n e e c  Fo t   r t AS r y Fis I  An u l Me tn . n a  e i g  F or a,U S :W o l  i n ii  n   g n e i g Ac d my a d l i d A rd Sce tf a d En i e rn   a e   n   c S ce y W S o it ( EAS) 0 ,3:1 2 — 1 . ,2 06 1 8 1 33  

di   idtriegi  traeC |3t E E P w r e— r ewn  ubn r i efc[ ]f 7bI E   o e  c  v dn El
to isSp cait  n ee c ( SC 06 .J j ,Ko e ,2 0   rnc   e il sCo fr n e PE   ) eU s r a 0 6:
1—   4.

[3 1]Ab e  Kh d b k cinB, h uF, t 1 a s n  d l byC, o a a hha  Z o  e a.Trni t   e mo e   igadcmp r o  f n e eao o ooisC I nen— n  n o ai no  dg nrtr plge[ ] }Itra s wi t  
to a  n e e c   n Po e   y t m s i n lCo f r n e o   w r S s e  Tr n i n s ( P a se t I ST 05) .  

胡 书 举  l 7 一 , , 士 生    8 男 博 9

研 究方 向为 电力 电 子 与 电力 传 动 、 力 发  风
电控 制 技术  电话 :0 0 6 5 6 4  ( 1 )2 2 4 7
E m i u h j @ mali . c c   — al :h s uu i e a. n .e

M on r a ,Ca a a,2 0 te l nd 0 5:1 — 3 . 31 1 6 

[4 1 ]Kal o  r s nP,Bontd  ,Srm M .Sait  fvl g n   s irse t J to   tblyo ot ea d i a
f e u n y c nto   n d s rb t d g n r to  b s d o   a a ll r q e c   o r l i   it i u e   e e a i n a e   n p r l — e 

c n etdcn etr edn o sa t o rlas C f 0 5 o nce o vresfe igcntn  we od [ ]} 0  p  2
Eu o e n Co e e c   n P we   e t o is n   p ia i n . r p a   nf r n e o   o r El c r n c a d Ap l to s c  
Dr s e e d n,Ge ma y,2 0 r n 0 5:1 — 5  01 .

[ ]Pei JT G,Mo rnJ 1 5 ir      k re  ,W igl k uznE J g e n h i    .El tclad i e e ra n  ci  
c n rla p cso fs o ewidfr  I ( a  I)Voume2  o to  s e t  f fh r  n  a ms 1 Ero l o l  :

李 建 林  1 7 一 , , 士  96 男 博

Ofsoewid fr   ae su i [ . P te , N teln s fh r  n am cs  tde R] etn s ehrad :  
Te h ia   e o t E c n c lr p r  CN— 0 — 5 C一 4 0   1,2 0 0 4:7 — 9  87 .

研 究 方 向 为 电 力电 子 技 术 、 速 恒 频 风 力  变 发 电 技 术 

[ ]黄绍 * , 1 6 彭

晓, 浣喜 明.基 于 M A AB的 高压 直 流 输 电 系 统  TL

的建 模 与 仿 真 E] J .高 电压 技 术 ,0 4 3 () 5 -5 20 ,0 3 :35 .  
HUANG  ha — n S o pig.P ENG Xio,HUAN  — n .M o e  n     a Ximi g dl d a
s mu a i  o  HVDC p we  t a s s i n y t m b s d n i lt on f o r r n mis o  s s e a e  o  

M AT AB J. HihVotg  n ier g 0 4 0 3 :5— L [] g  l eE gn ei ,20 ,3 ( ) 3  a n
0 0.  

[ 7 auA B, en n e   C atr e 1]R j    F radsBG, h t j   e e K.A UP  o e o d—   Fp w r n i c  
t n r wih ma i m  o r p i t t a k r o   i   o e t d i e  t  o x mu p we   o n   r c e  f r gr c nn c e   d

vr besedwide eg o v rinsse c]} rce— ai l pe  n n rycn es  y tmE a   o I o ed   P
i gso   0 4 Fis  n e na i n lCo f r n e o   we   l c r n   n   f 2 0   r tI t r to a  n e e c   n Po r E e t o — isS se   n   c  y t msa d App ia i s Ho g Ko g,Ch n ,2 04:1 7   l t c on . n  n ia 0 0—
1 2  1.

■      ■ 圉
许 洪 华 

16 一 , , 究员 , 导   7 男 研 9 博

研 究 方 向 为 风力 发 电 、 阳 光 伏 发 电 以及  太 电力 电 子技 术 

XU  Ho g h a n —u 

Pr f s o   oesr

收稿 日期

20  40  0 70 —2

编辑



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