基于载波移相并联的直驱风力发电并网变流器控(5)

基于载波移相并联的直驱风力发电并网变流器控制策略

12 中 国 电 机 工 程 学 报 第29卷

流侧电容为4 mF，开关频率5 kHz，系统电压为 380 V。以2个模块并联为基础进行了实验研究。 图6为只对并联点后总输出电流进行控制的模块B1的输出电流试验波形。由图6(a)可见，没有环流控制时三相电流不对称且含有低频环流分量。 图6(c)是为了更清楚地看到低频不均流而把高频纹波滤掉，可见不均流是很明显的。由图6(d)中并联点后a相的电流输出ia及其傅里叶分析可以看到，总的输出电流谐波含量很低，只含有10 kHz倍数次谐波，是单个模块开关纹波的2倍；由模块B1的a相电流ia及其傅里叶分析波形可知，电流中含有 5 kHz的倍数次谐波，由此可见载波移相并联提高

了系统的等效开关频率。

图7为采用本文提出的控制策略即加入环流控制后的仿真和试验波形。图7(a)、(b)是加入环流控制策略后的模块B1三相输出电流波形，可以看到不平衡的三相电流波形得到了很好的控制；图7(c)、(d)为模块B1的a相电流ia1和模块B2的a相电流ia2加入环流控制后的波形，可见2个模块的同相电流得到很好地均流。

100i/A

i(5 A/格)

100

t/s

(a) 有环流控制B1三相电流仿真波形

ia

ib ic

t(10ms/格)

(a) 模型B1的三相输出电流

i(5 A/格)

ia1

i(5 A/格)

t(10 ms/格)

ia2

(b) 有环流控制B1三相电流试验波形

ia1

i(5 A/格)

t(10ms/格)

(b) 模型B1、B2的a相输出电流

ia2

a1

i(5 A/格)

t(10 ms/格)

ia2

t(10ms/格)

(c) 滤除高频纹波后的a相输出电流

(c) 有环流控制ia1、ia2试验波形

ia1

i(5 A/格)

i(5 A/格)

ia1 ia

t(10 ms/格)

ia

f(5kHz/格)

ia1

ia2t(10 ms/格)

图7 加入环流控制后的波形

Fig. 7 Waveforms with circulation current control

(d) 滤除高频纹波后的 ia1、ia2试验波形

5 结论

本文针对低速直驱风力发电等大功率变流器并网需要多个变流器并联的工程应用要求，设计了独立的环流控制器实现低频环流抑制、外部输出电流环对总电流输出进行控制的控制策略。外部输出

(d) 单模块和并联点后a相电流FFT分析

图6 无环流控制波形

Fig. 6 Waveforms without circulation Current control