基于九开关变换器的直驱-双馈分散式风电系统控制策略

薛宇; 任永峰; 胡志帅; 何晋伟; 方琛智; 祝荣

doi:10.7500/AEPS20210826002

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基于九开关变换器的直驱-双馈分散式风电系统控制策略

研制与开发 | 更新时间：2025-06-16

- 基于九开关变换器的直驱-双馈分散式风电系统控制策略
- Control Strategy of Direct Drive-Doubly Fed Distributed Wind Power System Based on Nine-switch Converter
- 电力系统自动化 2022年46卷第7期页码：152-159
- 作者机构：
  
  1.内蒙古工业大学能源与动力工程学院,内蒙古自治区呼和浩特市 010051
  2.天津大学电气自动化与信息工程学院,天津市 300072
- 作者简介：
  
  薛宇(1986—)，男，博士研究生，高级工程师，主要研究方向：新能源发电与储能技术。E-mail：xueyu@tianrun.cn
  任永峰(1971—)，男，通信作者，博士生导师，教授，主要研究方向：新能源发电、智能电网、储能技术。E-mail：renyongfeng@vip.sina.com
  胡志帅(1989—)，男，博士研究生，工程师，主要研究方向：风力发电、电力电子技术应用。E-mail：hebuthzs@163.com
- 基金信息：
  
  国家自然科学基金资助项目(51967016);内蒙古自治区科技重大专项资助(2019ZD027)
- DOI：10.7500/AEPS20210826002
  中图分类号：
- 收稿：2021-08-26，
  
  修回：2021-10-12，
  
  网络出版：2022-01-26，
  
  纸质出版：2022-04-10
- 稿件说明：
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薛宇,任永峰,胡志帅等.基于九开关变换器的直驱-双馈分散式风电系统控制策略[J].电力系统自动化,2022,46(7):152-159.

XUE Yu,REN Yongfeng,HU Zhishuai,et al.Control Strategy of Direct Drive-Doubly Fed Distributed Wind Power System Based on Nine-switch Converter[J].Automation of Electric Power Systems,2022,46(7):152-159.
薛宇,任永峰,胡志帅等.基于九开关变换器的直驱-双馈分散式风电系统控制策略[J].电力系统自动化,2022,46(7):152-159. DOI： 10.7500/AEPS20210826002.

XUE Yu,REN Yongfeng,HU Zhishuai,et al.Control Strategy of Direct Drive-Doubly Fed Distributed Wind Power System Based on Nine-switch Converter[J].Automation of Electric Power Systems,2022,46(7):152-159. DOI： 10.7500/AEPS20210826002.

摘要

为提高分散式风电应用场景中直驱-双馈混合风电系统在非理想电网电压下的运行特性，提出了应用九开关变换器型统一电能质量调节器实现混合分散式风电系统柔性故障电压穿越的方案。围绕九开关变换器控制，在分析九开关变换器直流侧电压共用关系的基础上，研究了适用于九开关变换器的三次谐波注入调制方式，提高了直流电压利用率；利用电压补偿和电流补偿，针对九开关变换器直流侧电压需求不同期的特点，设计了依据电压故障程度动态分配调制比限幅的策略。通过在电网电压对称跌落、不对称跌落和谐波工况下对上述方案的仿真分析，验证了九开关变换器优化直驱-双馈混合分散式风电运行特性的可行性。

Abstract

In order to improve the operation characteristics of the direct drive-doubly fed hybrid wind power system under non-ideal grid voltage in a distributed wind power application scenario

a scheme is proposed to realize the flexible fault voltage ride-through in the hybrid distributed wind power system by applying the unified power quality conditioner (UPQC) with a nine-switch converter. Focusing on the control of the nine-switch converter

based on the analysis of the DC-side voltage sharing relationship of the nine-switch converter

the third harmonic injection modulation method for the nine-switch converter is studied to improve the DC voltage utilization rate. Considering the difference in the DC voltage demand of the nine-switch converter

a strategy of dynamically assigning modulation ratio limiting based on the degree of voltage failure is designed. Through the simulation analysis of the above schemes under voltage sag

rise

and harmonics and asymmetrical conditions

the feasibility of the nine-switch converter to optimize the operation characteristics of direct drive-doubly fed hybrid distributed wind power is verified.

关键词

Keywords

references

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