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基于转速控制的双馈风电机组机侧变流器IGBT器件结温波动抑制策略

发布时间:2018-01-08 08:17

  本文关键词:基于转速控制的双馈风电机组机侧变流器IGBT器件结温波动抑制策略 出处:《电工技术学报》2017年12期  论文类型:期刊论文


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【摘要】:针对当前双馈风电机组机侧变流器在同步转速点附近结温波动大、影响器件运行可靠性的问题,提出一种基于机组转速控制的绝缘栅双极型晶体管(IGBT)结温波动抑制策略。首先,基于最大功率点跟踪(MPPT)控制原理,并结合变流器IGBT模块等效热网络,建立双馈风电变流器结温计算模型。其次,针对机侧变流器在同步转速点附近结温波动出现的"尖峰"现象,从减少机组低频运行范围和提升同步转速附近区域穿越速度的思路出发,提出基于功率、转速双控制外环的改进最大功率点跟踪控制策略。最后,搭建基于PLECS和Simulink联合平台的双馈风力发电系统仿真模型,对机组在亚同步和超同步转速间动态往返变化的变流器电-热性能及其在同步转速附近区域的稳态结温进行仿真,并开展变流器结温抑制效果验证的等效实验。仿真和实验结果验证了所提改进控制策略对抑制机组同步转速点附近变流器IGBT结温波动的有效性。
[Abstract]:Aiming at the problem that the junction temperature fluctuates greatly in the vicinity of synchronous speed point of the turbine side converter of doubly-fed wind turbine, it affects the reliability of the device operation. In this paper, a control strategy of IGBT junction temperature fluctuation based on unit speed control is proposed. Firstly, the principle of MPPT-based control based on maximum power point tracking (MPPT) is proposed. Combined with equivalent heat network of converter IGBT module, the calculation model of junction temperature of doubly-fed wind converter is established. Secondly, the phenomenon of "spike" of junction temperature fluctuation near synchronous speed point of machine side converter is proposed. In order to reduce the low frequency operation range of the unit and improve the speed of the area near the synchronous speed, an improved maximum power point tracking control strategy based on power and speed dual control outer loop is proposed. Finally. The simulation model of doubly-fed wind power generation system based on PLECS and Simulink is built. The electrothermal performance of the converter and its steady-state junction temperature near the synchronous speed are simulated. The simulation and experimental results show that the proposed improved control strategy is effective to suppress the IGBT junction temperature fluctuation near the synchronous speed point of the unit.
【作者单位】: 输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室(重庆大学);
【基金】:国家自然科学基金项目(51377184) 国际科技合作专项(2013DFG61520) 中央高校基本科研业务费科研专项(106112016CDJZR158802) 重庆市重点产业共性关键技术创新专项(cstc2015zdcy-ztzx0212、cstc2015zdcy-ztzx0171)资助
【分类号】:TM315;TN322.8
【正文快照】: 0引言近年来,双馈风电机组已成为我国大容量风电场的主要机型之一,机组单机容量的增加使得双馈风电机组并网变流器的容量随之增大。变流器作为机组电气系统中的关键部件,成本较高,同时也是故障频率最高的电气部件之一[1,2]。在变流器运行过程中,绝缘栅双极型晶体管(Insulated

【参考文献】

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【共引文献】

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本文编号:1396324


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