【摘 要】
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低短路比电网条件下,直驱风电系统逆变器侧锁相环失步和电网强度的变化易引起次同步振荡,严重影响系统的安全稳定运行。锁相环、电流环PI参数选取不当会导致直驱风电系统内部产生串联谐振,进而引发系统次同步振荡。本文通过对直驱风电系统中并网变流器锁相环和电流环进行优化设计,以提高弱电网下系统稳定性,抑制次同步振荡的发生,主要的研究内容如下:弱电网下,由于锁相环PI参数设计不合理而导致带宽过大,会对电流控制产
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低短路比电网条件下,直驱风电系统逆变器侧锁相环失步和电网强度的变化易引起次同步振荡,严重影响系统的安全稳定运行。锁相环、电流环PI参数选取不当会导致直驱风电系统内部产生串联谐振,进而引发系统次同步振荡。本文通过对直驱风电系统中并网变流器锁相环和电流环进行优化设计,以提高弱电网下系统稳定性,抑制次同步振荡的发生,主要的研究内容如下:弱电网下,由于锁相环PI参数设计不合理而导致带宽过大,会对电流控制产生不利影响。因此,本文给出了一种弱电网中双二阶广义积分器锁相环参数优化设计方案,同时利用电容电压正序分量进行前馈控制可提高并网电流控制精度。该方案基于最优对称设计方法,设计出了弱电网下双二阶广义积分器锁相环的带宽范围和PI参数整定公式。仿真结果表明优化后的锁相环能明显抑制次同步振荡且电容电压正序分量前馈控制可改善并网电流质量。风电机组的投切将引起电网强度发生变化,此时并网变流器电流环PI参数与当前电网强度不匹配,将引发次同步振荡问题。为了使电流环PI参数适应不同短路比下的弱电网环境,本文基于奈奎斯特稳定性判据,提出了一种改进的电流环PI参数自适应估计算法。锁相环参数优化设计与电流环PI参数自适应估计算法相结合可在不同短路比环境下有效抑制次同步振荡发生,提高系统稳定性。仿真结果验证了该方案的有效性与可行性。
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