双级矩阵变换器的直接功率控制策略

针对双级矩阵变换器(TSMC)的输入功率因数易受系统参数、负载等的影响,提出了一种基于空间矢量调制的直接功率控制策略。该策略对TSMC的整流级和逆变级进行闭环控制,在保证高输出性能的同时也解决了输入功率因数及电流谐波的问题,并且空间矢量调制避免了传统直接功率控制查表法中开关频率不稳定所产生的影响。仿真结果表明该系统具有良好的输入、输出性能,达到了对有功功率和无功功率的良好控制,实现了单位输入功率因数,系统具有良好的动、静态性能,从而验证了该方案的正确性和有效性。     

TSMC直驱风力发电系统MPPT优化控制

以基于双级矩阵变换器(TSMC)的永磁同步风力发电系统为研究对象,阐述了最大风能追踪的原理,分析了TSMC直驱式风力发电系统的功率集成控制,提出了一种利用转子转动惯量功率实现最大风能追踪的控制算法。在传统功率控制算法中加入一个比例控制器,加快了系统捕获风能的速度。在Matlab中搭建了TSMC风力发电系统的仿真模型,仿真结果表明:新MPPT算法在风速突变时,加快了系统的动态响应;在风速不变时,保持系统的稳定运行,使系统能快速且准确地捕获风能。     

基于新型空间矢量调制策略的双输出-双级矩阵变换器研究

双输出-双级矩阵变换器(dual-output two-stage matrix converter,DO-TSMC)可以实现功率双向流动,其输出端9开关逆变级可以实现2组三相交流输出以驱动2组负载,同时也具有三相输入/输出正弦、输入功率因数可调等优点.在分析该变换器拓扑及其工作原理的基础上,提出了一种按照比例系数分配各逆变级作用时间的新型空间矢量调制策略,能够灵活地调节2组逆变级的输出电压范围,可以实现相同频率和不同频率2种模式输出,推导了在该调制策略下的输入电流、直流平均电流和2组逆变级输出电压及电压传输比的表达式.仿真算例结果验证了该策略的有效性.     

基于RMC的海上风电多端高压直流输电研究

针对海上风电高压直流传输效率和可靠性不高的问题,把精简矩阵变换器(reduced matrix converter,RMC)应用到海上风力发电系统中,深入分析了RMC换流器拓扑及其双极性空间矢量调制策略.为了提高海上风电高压直流输电系统在岸上交流电网电压跌落等故障情况下的持续运行能力,提出了基于RMC换流器的海上风电多端口高压直流输电系统(MTDC,multi-terminal highvoltage direct current)拓扑,分析了RMC换流器、岸上VSC换流器、超级电容器储能3个端口之间的协调控制策略,通过超级电容器储能实现了系统的功率平衡控制,提高了系统的低电压穿越能力.文章对一个三端口RMC-MTDC进行了Matlab仿真,实验结果验证了所提控制策略的正确性和可行性.     

基于精简矩阵变换器的串联多端海上风电-HVDC系统协调控制

分析了精简矩阵变换器(reduced matrix converter,RMC)双极性空间矢量调制策略,提出了基于RMC高频链换流器的串联多端海上风电-HVDC系统拓扑结构及其协调控制策略。该控制策略由风电场监测控制(wind farm supervisory control,WFSC)、海上风电机组控制和网侧并网控制组成,并采用最优直流电流参考算法实现。在系统正常运行时,该控制策略可实现各风电机组独立最大风能跟踪(maximum power point tracking,MPPT)控制、直流电流控制、并网有功和无功功率解耦控制;在风电机组故障和电网电压波动等情况下保证系统安全高效运行。仿真结果验证了所提拓扑及其控制策略的正确性和可行性。     

基于精简矩阵变换器的海上风电高压直流输电控制策略

海上风力发电与高压直流输电(HVDC)结合是未来风力发电及其电能传输的发展方向。受空间、运输、维护成本的限制,海上风电HVDC对功率变换器的体积、效率、可靠性提出了更高要求。精简矩阵变换器(RMC)具有体积小、重量轻、转换级数少、可靠性高等特点,在海上风电HVDC中有着巨大的应用价值。在对电流型RMC空间矢量调制策略进行深入分析的基础上,针对直驱式永磁同步风力发电机组特点,提出了基于RMC和电压源换流器(VSC)的海上风电HVDC综合控制策略,实现了风电机组最大风能跟踪控制及并网侧有功/无功功率的解耦控制。仿真结果验证了所提控制策略的正确性和有效性。