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风电变流器设计指南.doc
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2021-06-21
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qoqri
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地理资料
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风电变流器设计指南,风电变流器设计指南。
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双馈型变流器设计关键技术：
、功率器件的选择
、器件的开关频率
开关频率影响器件的开关损耗，而开关损耗在系统总损耗中占有相当大的比例。降低开关频率可以减少开关损耗，降低器件散热的要求。但会造成网侧和电机侧谐波畸变率的提高。
因此要选择合适的开关频率，既满足损耗的散热的要求，又满足谐波畸变率的要求。
、器件的串并联
开关器件的串联满足耐压的要求，并联满足承受大电流的要求。但由于各器件的稳态、动态特性不完全相同，或出现器件承受的电压、电流不同，为保护器件、增强系统的可靠性，要设计好可靠的均压、均流方案。
、电路拓扑的选择必须能够实现能量的双向流动
电网侧实现交流侧输入单位功率因数的控制和在各种不同条件下保持直流环节电压稳定。
转子侧实现的有功功率和无功功率的解耦控制。现在~的变流器多采用背靠背变换器。采用整流可以实现直流电压的稳定输出，且输入侧的电流波形良好，功率因数可调，具备四象限运行能力。转子侧采用电压源型逆变方案。
、网侧和电机侧滤波器
电网侧滤波器由电抗器、电容器和电阻组成。为避免电流高次谐波，电容器配有阻尼电阻。
电机侧滤波ㄆ鞑捎寐瞬ㄆ鳎煞乐构β誓？榈募夥宓缪勾渲练⒌缁谱椤?br>、变流器的控制策略
矢量控制常用，依赖于电机本身的参数，需要详尽准确的电机模型。矢量控制磁场定向所用的是转子磁链，观测转子磁链需要知道电动机转子电阻和电感。
控制，以转矩为中心来进行磁链、转矩的综合控制。和矢量控制不同，直接转矩控制不采用解耦的方式，从而在算法上不存在旋转坐标变换，简单地通过检测电机定子电压和电流，借助瞬时空间矢量理论计算电机的磁链和转矩，并根据与给定值比较所得差值，实现磁链和转矩的直接控制。
、低电压穿越能力
电网电压短时间故障情况下，风机不得脱网并承担起支撑电网的作用，解决风机的低电压穿越的途径主要是通过变流器实现的。
低电压穿越技术一般有三种方案：
采用了转子短路保护技术。在发电机转子侧装有电路，为转子侧电路提供旁路，在检测到电网系统故障出现电压跌落时，闭锁双馈感应发电机励磁变流器，同时投入转子回路的旁路释能电阻保护装置达到限制通过励磁变流器的电流和转子绕组过电压的作用，以此来维持发电机不脱网运行此时双馈感应发电机按感应电动机方式运行。
引入新型拓扑结构。
采用合理的励磁控制算法。
、完善的保护功能
过压保护在电网发生故障时，由于双馈感应电机转子的旋转，电机侧将会
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双馈型变流器设计关键技术：
、功率器件的选择
、器件的开关频率
开关频率影响器件的开关损耗，而开关损耗在系统总损耗中占有相当大的比例。降低开关频率可以减少开关损耗，降低器件散热的要求。但会造成网侧和电机侧谐波畸变率的提高。
因此要选择合适的开关频率，既满足损耗的散热的要求，又满足谐波畸变率的要求。
、器件的串并联
开关器件的串联满足耐压的要求，并联满足承受大电流的要求。但由于各器件的稳态、动态特性不完全相同，或出现器件承受的电压、电流不同，为保护器件、增强系统的可靠性，要设计好可靠的均压、均流方案。
、电路拓扑的选择必须能够实现能量的双向流动
电网侧实现交流侧输入单位功率因数的控制和在各种不同条件下保持直流环节电压稳定。
转子侧实现的有功功率和无功功率的解耦控制。现在~的变流器多采用背靠背变换器。采用整流可以实现直流电压的稳定输出，且输入侧的电流波形良好，功率因数可调，具备四象限运行能力。转子侧采用电压源型逆变方案。
、网侧和电机侧滤波器
电网侧滤波器由电抗器、电容器和电阻组成。为避免电流高次谐波，电容器配有阻尼电阻。
电机侧滤波ㄆ鞑捎寐瞬ㄆ鳎煞乐构β誓？榈募夥宓缪勾渲练⒌缁谱椤?br>、变流器的控制策略
矢量控制常用，依赖于电机本身的参数，需要详尽准确的电机模型。矢量控制磁场定向所用的是转子磁链，观测转子磁链需要知道电动机转子电阻和电感。
控制，以转矩为中心来进行磁链、转矩的综合控制。和矢量控制不同，直接转矩控制不采用解耦的方式，从而在算法上不存在旋转坐标变换，简单地通过检测电机定子电压和电流，借助瞬时空间矢量理论计算电机的磁链和转矩，并根据与给定值比较所得差值，实现磁链和转矩的直接控制。
、低电压穿越能力
电网电压短时间故障情况下，风机不得脱网并承担起支撑电网的作用，解决风机的低电压穿越的途径主要是通过变流器实现的。
低电压穿越技术一般有三种方案：
采用了转子短路保护技术。在发电机转子侧装有电路，为转子侧电路提供旁路，在检测到电网系统故障出现电压跌落时，闭锁双馈感应发电机励磁变流器，同时投入转子回路的旁路释能电阻保护装置达到限制通过励磁变流器的电流和转子绕组过电压的作用，以此来维持发电机不脱网运行此时双馈感应发电机按感应电动机方式运行。
引入新型拓扑结构。
采用合理的励磁控制算法。
、完善的保护功能
过压保护在电网发生故障时，由于双馈感应电机转子的旋转，电机侧将会
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