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风电机组并网逆变器电压定向控制办法

作者：刘洋

来源：《科技信息·中旬刊》2018年第03期

摘要：在社会不断发展过程当中能源危机以及温室效应也呈现出日渐激烈的趋势，现阶段社会发展面临的主要问题就是如何实现对清洁能源的有效寻找。清洁无污染以及可再生是风能的明显优势与特征，现阶段已经逐步受到社会各界的广泛关注，在电子电器件发展的过程当中三相并网逆变器工业技术的应用也实现较为广泛的目标，同时也可在大型风力发电并网系统中进行科学使用，最终促使风力发电并网系统工作得以顺利开展。 关键词：风电机组；逆变器电压；电压控制

风电机组在风力发电系统必须通过并网侧逆变器实现与电网连接的目标，当逆变器的输出电流受到控制过程中其电压质量会对逆变器的电能质量等直接影响。也就是说逆变器与电网相连的过程中其电压呈现出一种不可控制的状态，这一过程中的电流直流由逆变器质量直接决定。在使用科学控制方案的基础上，我们可实现对逆变器输出电流影响的有效控制是改善其输出电流波形的重要手段，同时也可促使放电系统的稳定性得到提升。 一、数学模型

为在真正意义上实现对风电机组网侧并网逆变器的科学分析我们可借助必要的措施与手段实现对并网逆变器拓扑结构的有效简化，在这一过程中我们可实现对并网逆变器原理图的科学获取。

在实际分析PWM逆变器数学模型的过程中我们必须注意实现与三相桥式的有机结合，也就是说需要将系统假设为三相对称的模式。在相对静止的坐标系状态之下逆变器会以一种方程式的状态存在其中。

针对于三相并网逆变器控制的特点，在对旋转坐标系数学模型分析的基础上，采用基于电网电压定向的矢量控制方法对变换器进行控制，并进行了由坐标系下的电流解耦以及电网电压前馈控制，完成了控制系统参数设计，给出了设计准则。

此外介绍了三相逆变器中常用的空间矢量调制算法，给出了基于坐标变换和预分解矩阵法两种方法确定相邻矢量的作用时间方法，可以避免非线性运算，提高计算精度，同时仿真分析并网电流低次谐波畸变产生的原因，并给出了一些抑制方法。

对所给出的死区补偿方法在Matlab/Simulink环境下进行仿真分析，仿真结果证明了所采用的补偿策略是可行的。最后设计完成了基于TMS320F2812控制的3KVA三相并网逆变器样机，介绍了硬件电路和软件程序的设计方法，并以此样机为平台进行了独立实验和并网实验，实验结果与理论分析相吻合，验证了理论分析的正确性。