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基于三电平背靠背的永磁式风力发电机变流模拟系统的关键技术的研究单位代码：10359__________学号：密级：_分类号： TM614________Hefei University of Technology 硕士学位论文MASTER’S DISSERTATION论文题目：基于三电平背靠背的永磁式风力发电机变流模拟系统的关键技术的研究学位类别：学历硕士专业名称：电力电子与电力传动作者姓名：杨柏旺导师姓名：姜卫东副教授完成时间：2014 年3月合肥工业大学学历硕士学位论文基于三电平背靠背的永磁式风力发电机变流模拟系统的关键技术的研究作者姓名：杨柏旺指导教师：姜卫东副教授学科专业：电力电子与电力传动研究方向：电力变换技术2014 年3月A Dissertation Submitted for the Degree of MasterResearch on The Key Technology of Permanent Magnet Wind Power Generation Simulation System Based on Three-level Back-to-back ConvertersByYangBowangHefei University ofTechnology Hefei, Anhui,P.R.China March, 2014万方数据万方数据本文是在姜卫东副教授的悉心指导下完成的。
从论文的选题到实验指导，从初稿到最终定稿，无不倾注着姜老师的大量心血。
在我读研期间，姜老师无论是在学习上，还是在生活上都给了我极大关心与帮助，姜老师跳跃性的逻辑思维、敏锐的洞察力、严谨的科研态度、务实的工作作风、丰富的实践经验，均是我们今后工作学习的榜样。
在此谨向姜老师表示最诚挚的敬意和衷心的感谢!还要感谢研究生阶段所有曾经帮助过我的老师，还有陪我度过难忘的研究生时光的实验室同学，和他们一起生活学习，得到他们的关心、理解和帮助，他们是王非、赵勇、汪正玲、段凯凯、余青松、黄静、佘阳阳、吴志清、李王敏、胡杨、赵德勇等等，在此，向他们表示衷心的感谢！需要特别感谢的是我的父母，你们是我求学路上坚强的后盾，在我面对艰难困境时永远在不断鼓励我，是我不断前进的动力。
背靠背柔直的vsg控制策略及应用研究1 VSG简介VSG是一种用于控制和保护电力系统的设备，它可以测量电压、电流和频率等参数，并根据这些参数实现自动控制和保护电力系统的功能。
背靠背柔直的VSG控制策略即依靠VSG背靠背布置方式、采用柔直换流器的控制策略，结合智能电力电子器件进行控制，以提高电力系统的稳定性和可靠性。
2 背靠背柔直的VSG控制策略特点2.1 背靠背布置方式背靠背布置方式是指在同一二次绕组上背靠背地布置两个独立的VSG，这样可以使得它们的磁性作用相互平衡，减小电力系统中的电磁干扰，从而提高电力系统的稳定性和可靠性。
2.2 柔直换流器柔直换流器是一种可以实现交流和直流电能互相转换的电力电子器件，它可以提高电力系统的能效和稳定性。
在背靠背柔直的VSG控制策略中，采用柔直换流器可以实现控制电力系统的输出电压和电流，以便更好地保护电力系统。
2.3 智能电力电子器件的应用智能电力电子器件是指具有智能控制和保护功能的电力电子器件，它们可以根据电力系统的实际需求自动调整输出电压和电流，从而保证电力系统的稳定性和可靠性。
在背靠背柔直的VSG控制策略中，结合智能电力电子器件可以实现更加灵活和精准的控制。
3 背靠背柔直的VSG控制策略应用研究背靠背柔直的VSG控制策略已经在许多电力系统的应用中得到验证。
例如，在风力发电系统中，采用背靠背柔直的VSG控制策略可以有效提高电力系统的稳定性和可靠性，减小发电机对电网的影响；在光伏发电系统中，采用背靠背柔直的VSG控制策略可以保证光伏电池输出直流电能的质量和稳定性，增加发电收益。
未来，随着新能源技术的不断发展，背靠背柔直的VSG控制策略将会有更加广泛的应用和推广，为电力系统的可持续发展贡献力量。
摘要尽年来随着电力电子器件的不断发展高压直流输电技术也取得了巨大的成果，由于交流输电的一些无法解决的问题，使得直流输电技术在现实使用中越来越为广泛。
背靠背换流站作为高压直流输电技术中的一个重要组成部分，对电力系统之间的相互支援、调度等具有重要作用。
目前，我国已经建成天生桥、灵宝等换流站，在使用中体现出了巨大的优越性。
本设计内容为设计背靠背换流站的直流系统，在查阅相关资料的基础上，争取采用国际先进技术，合理设计、缜密计算，力争实现换流站直流系统的合理设计。
关键词：换流站；换流变压器；晶闸管；整流站；无功补偿Abstract: The completely year, with the development of the electric power electronic device, high pressure direct current transmission technology has also yielded the huge result. Because of some questions that alternating current transmission have can not solve, which causes the direct current transmission technology in the reality use more and more for widespread.Back to back the convertor station took in the high pressure direct current transmission technology is an important constituent, to between the electrical power system mutual support, the dispatch and so on has the vital role. At present, our country already completed inborn some convertor stations such tian sheng qiao ,ling bao and so on, which manifested the huge superiority in the use.This design content for the design back to back convertor station direct current system, in the consult correlation data foundation, strives for uses the international vanguard technology, the reasonable design, the meticulous computation, argues vigorously the realization convertor station direct current system the reasonable design.Key words：Convertor station；Trades changes the depressor；Crystal thyratron；Converting station；Idle work compensation目录中英文摘要-------------------------------------------------------------------------------目录--------------------------------------------------------------------------------------前言--------------------------------------------------------------------------------------第一章资料综述------------------------------------------------------------------------- 1.1 课题意义----------------------------------------------------------------------------- 1.2 本课题来源及研究内容-------------------------------------------------------------第二章基础理论------------------------------------------------------------------------- 2.1高压直流输电最新技术-------------------------------------------------------------- 2.1.1大容量晶闸管和智能化晶闸管触发单元------------------------------------------2.1.2 容性换流技术----------------------------------------------------------------------2.1.3连续可调式交流滤波器及有源式直流滤波器----------------------------------- 2.1.4数字式光纤互感器-----------------------------------------------------------------2.1.5 电压控制型直流阀-----------------------------------------------------------------2.1.6 水冷却及组件式阀结构、吊装式阀安装-----------------------------------------2.1.7户外型阀设计---------------------------------------------------------------------2.1.8合成试验回路---------------------------------------------------------------------2.2 高压直流输电基本原理-----------------------------------------------------------2.3 高压直流输电系统的过压保护---------------------------------------------------- 2.3.1 过电压的种类--------------------------------------------------------------------- 2.3.2 直流系统过电压保护原则--------------------------------------------------------2.3.3 直流系统保护要求----------------------------------------------------------------2.3.4 直流系统保护功能的实现--------------------------------------------------------2.3.5保护原理及配合------------------------------------------------------------------2.3.6高压直流输电系统过电压保护装置——直流避雷器--------------------------2.4 高压直流输电系统的谐波分析-------------------------------------------------- 2.4.1 谐波的产生-----------------------------------------------------------------------2.4.2 谐波的治理----------------------------------------------------------------------2.5 高压直流输电系统的无功补偿---------------------------------------------------2.5.1换流器的无功功率特性---------------------------------------------------------2.5.2高压直流输电中的无功功率补偿----------------------------------------------第三章背靠背换流站直流系统的设计-----------------------------------------------3.1 换流站的总体设计方案-----------------------------------------------------------3.1.1主电路的具体设计--------------------------------------------------------------- 3.1.2交流母线到换流阀部分的设计--------------------------------------------------3.2换流站一次系统的设计------------------------------------------------------------3.2.1系统主电路的确定--------------------------------------------------------------- 3.2.2系统无功补偿装置的确定-------------------------------------------------------3.2.3系统谐波分析与滤波器的确定-------------------------------------------------3.3换流站调节控制系统的设计------------------------------------------------------- 3.3.1触发器的硬件设计---------------------------------------------------------------- 3.3.2 触发器的软件设计---------------------------------------------------------------- 3.4 主要参数的计算及设备的选择-----------------------------------------------------3.4.1 直流参数的计算-------------------------------------------------------------------3.4.2交流参数的计算-------------------------------------------------------------------- 第四章其它部分------------------------------------------------------------------------ 致谢--------------------------------------------------------------------------------------参考资料--------------------------------------------------------------------------------前言在最近20年内高压直流晶闸管阀和高压直流输电技术的发展，使得用高压直流输电更经济、更可靠。
(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202010732026.0(22)申请日 2020.07.27(66)本国优先权数据202010431016.3 2020.05.20 CN(71)申请人 国网山东省电力公司青岛供电公司地址 266000 山东省青岛市市南区刘家峡路17号申请人 国网山东综合能源服务有限公司(72)发明人 周超群 李晓悦 刘兆元 于强 李延真 刘术波 于乔 田振业 郭英雷 陈先凯 赵会亮 王超 王瑞琪 梁慧媛 黄兴 高一文 张立国 张雪缘 刘光辉 陈书祥 (74)专利代理机构 济南圣达知识产权代理有限公司 37221代理人 张庆骞(51)Int.Cl.H02J 3/00(2006.01)H02J 3/36(2006.01)H02M 5/458(2006.01)H02J 3/18(2006.01)(54)发明名称背靠背变流器的控制方法及系统(57)摘要本发明属于电力电子控制领域，提供了一种背靠背变流器的控制方法及系统。
其中，背靠背变流器的控制方法包括采用模型预测直接电流控制策略跟踪电网侧变流器的内环电流；采用电流闭环控制策略跟踪控制负载侧变流器的负载电流；当负载突变时，将负载功率通过负载功率前馈控制策略前馈至电网侧变流器的电流内环，以维持电网侧变流器和负载侧变流器的功率协调控制。
权利要求书1页 说明书9页 附图6页CN 111969594 A 2020.11.20C N 111969594A1.一种背靠背变流器的控制方法，其特征在于，包括：采用模型预测直接电流控制策略跟踪电网侧变流器的内环电流；采用电流闭环控制策略跟踪控制负载侧变流器的负载电流；当负载突变时，将负载功率通过负载功率前馈控制策略前馈至电网侧变流器的电流内环，以维持电网侧变流器和负载侧变流器的功率协调控制。
2.如权利要求1所述的背靠背变流器的控制方法，其特征在于，在跟踪电网侧变流器的内环电流的过程中，电流内环的给定值为：在电网故障时，根据电网侧变流器传递的总有功功率得到低谐波正弦化的电流参考值。
风电背靠背PWM变流器直流能量平衡新方法王冕;陈国柱【摘要】针对基于背靠背PWM变流器的永磁同步发电机(PMSG)风力发电系统,从能量平衡角度出发,分析了引起直流侧能量波动的2个主要因素,即风机能量波动和电网电压波动,并基于小信号模型分析,利用功率平衡关系提出了网侧变流器的输出电流补偿控制策略.仿真和实验结果表明,所提出的电流控制策略不仅能在风机能量波动时保证直流侧电压稳定,还能在电网电压故障时最大限度地利用变流器的容量,协助风电机组实现穿越,同时降低直流电容容量要求.【期刊名称】《电力自动化设备》【年(卷),期】2016(036)007【总页数】7页(P28-33,46)【关键词】风电;PMSG;背靠背 PWM 变流器;直流电压稳定;电流控制;补偿;故障穿越【作者】王冕;陈国柱【作者单位】浙江大学电气工程学院,浙江杭州310027;浙江大学电气工程学院,浙江杭州310027【正文语种】中文【中图分类】TM614;TM460 引言随着传统能源日渐枯竭，以风能和太阳能为代表的新能源正在改变人类能耗结构，但新能源大量接入电网也给传统电网带来了一系列问题，风力发电场就面临着各种并网问题。
当前主流的风机类型为双馈感应发电机DFIG（Doubly-Fed Induction Generator）和永磁同步发电机PMSG（Permanent Magnetic Synchronous Generator），均通过效率最大化的双脉宽调制PWM（Pulse Width Modulation）四象限变流器，即背靠背PWM变流器接入电网［1-5］。
其中DFIG由于定子侧直接与电网相连，面对电网故障时电机直接受到冲击，其故障穿越面临较大困难［6］，相比之下，PMSG的全功率背靠背PWM变换器在耐受故障冲击、无功功率注入以帮助电网恢复方面具有优势［3，7-10］。
在PMSG双PWM变流器中，直流电容吸收机侧变流器传递的风机能量，并通过网侧变流器把电能注入到电网中，风机发出的交流电能和注入电网的交流电能通过直流侧电容完全解耦，可以分别进行控制。
Dia*qi Go*gche*g yu Zido*ghua♦电气工程与自动化基于背靠背PWM变流器的风机控制策略研究董浩文赵晏平章心因董知昊陈兆艺(南京工程学院电力工程学院，江苏南京211167)摘要:选取基于背靠背双PWM拓扑结构的永磁同步风力发电机,通过时间序列的跟踪风速预测获取最佳叶尖速比，以实现最大功率跟踪。
现首先采用SVPWM技术控制空间电压矢量，使电机稳定运行，控制，最通过仿真，验证关性能。
关键词：背靠背PWM；最佳叶尖速比法;SVPWM；仿真建模0引言随着清洁能源的普及，风能已成为电力系统内不可或缺的，用的风力发电机永磁同步风力发电机，其机，，风机发的交电性能稳定，率实时变化，能会对电间电；电电压，同步发电机电，风电机稳，。
因，应用全功率电风力机组，使发的电率电同同相。
!变流器拓扑结构如今常用的变流器结构有两种11)机侧不控整流器+ boost升压斩波电路+网侧PWM逆变器；(2)双PWM控制的功率。
于(1)而言，因采用不控整流器，故输出为非线性直流，大的，能量，使电压于，boost升压电电电压的电压在程•消，结构然很大，且备四象限能力。
因选择恒 电压能够通过调节轴电调节电磁转矩的背靠背PWM L 器!1"。
2变流器控制策略2.1最大功率跟踪策略对风机，的桨距角对应一定的风能利用系数曲线，下关("，0)(1)/116\-21/A.Cp(",0)=0.5176-0.40-5"+0.0068A(2)人%(a+0108#-{#9+]5)(3)(4)基金资助：南京工程学院在职博士科研资助项目(ZKJ201705)式中：代为风机输出机械功率中为空气密度;"为桨叶受风面积风速；Cp风能利用数叶尖速比;0桨距角；"％中间量风机转速;&为风机叶轮半径。
公式可以看，风能利用系数决着风机输出的机械功率，且在恒定功率的情况下，桨距角越大，风能利用数越。
