标准规范下载简介和预览
风力发电系统中的并网逆变器的研究并网逆变器通常采用电压源型逆变器（VSI）结构，并结合脉宽调制（PWM）技术，实现对输出电压、频率和相位的精确控制。此外，逆变器还需具备最大功率点跟踪（MPPT）功能，以提高风能转换效率。现代并网逆变器还集成有孤岛检测、低电压穿越等保护功能，保障系统在电网异常情况下的稳定运行。
随着电力电子技术和控制算法的不断发展，并网逆变器正朝着高效率、高可靠性和智能化方向发展。其性能直接影响风力发电系统的运行效率、电能质量和系统稳定性，因此对并网逆变器的研究具有重要的理论价值和工程应用意义。
率的不确定以及需要高速的模/数转换器 等不足。 本文详细推导了风力发电系统中的并 网逆变器的数学模型，采用空间矢量脉宽 调制（SVPWM）方式和电网电压矢量定 向的控制策略，采用两个电流闭环，实现 有功能量和无功能量的解耦控制。 仿真和实验结果证明了方案的可行性 和正确性，电流正弦度良好，谐波分量小， 动态响应快，系统性能良好。
在风力发电中，本系统将使用的发电机 为多重电枢混合励磁电机高层商住楼模板施工方案，它有多重电枢 可灵活调节，电枢单元可以串、并联运行 方式，降低电力电子器件直接并联的难度， 扩展风力发电系统的风能捕捉和低速运行 范围，又提高系统的容错能力。图1为直 驱式风力发电系统的结构图，方框部分为 电压型并网逆变器，其电流参考方向如图 所示。本文将只研究电枢单元独立运行时 并网逆变器的控制策略。
2.1并网逆变器的数学模型 设三相电网电压为：
图1直驱式风力发电系统的结构
i、i、i为并网逆变器输出电流，uA、 us、uc为并网逆变器输出电压，L是连接 并网逆变器与电网的电感。 坐标变换从三相静止ABC坐标系变到 两相静止αβ坐标系（等匝数变换）如下：
2 2 eA [√3/2Ecos ot √3 # B L√3/2E sin cot 2 ?
其中E为相电压幅值； 由（2）和（3）可得：
2.2并网逆变器的控制策略
Ldia+Ris=ud dt dig +Rig=u dt
实现了有功电流i和无功电流ia 解耦控制。 为了使输出电流快速跟踪给定电 流，采用电流PI调节器实现闭环控 制。PI调节器输出为：
根据式（11）解得并网逆变器d轴电压 和g轴电压给定：
则θ=odt为E。与α 轴的夹角。因此可 得：
并网逆变器的控制系统如图3所示，按 照图1电流所标的参考方向（发电机惯 例)，当i为正，i为零时，功率因数为 1，仅向电网发送有功功率；当i为正， i。为负时，同时向电网发送有功功率和无 功功率。改变i和i。，可以控制输出的能 量和功率因数。
其中E，为电网电压合成矢量的幅值。 将式（9）代入由式（8）整理得到：
2、3空间矢量脉宽调制（SVPWM）
当电压u、u产生后，采用SVPWM去产 生期望的电压合成矢量U。。对于电压型的并网 逆变器，存在8种开关状态，每一种状态决定 个电压空间矢量。八个空间矢量把整个空间 分成6个扇区，如图4所示。除了零矢量u和 u,外，其它每个空间矢量的幅值为Vpc，Vbc为 直流母线电压
并网逆变器的电压空间矢量
来角，0≤0< U= u+ I2
图5期望输出电压矢量的合成
图6 三相PWM脉冲输出
其中T为PWM开关周期，T、T分别为空间 矢量u和u作用的时间，由式（14）解得：
（1）i=0的仿真结果
（1）i=0的仿真结果
给定ia=3A,ig=0A，在0.1秒后 i=5A,i=0A，实现功率因数为1的逆变。图 7为A相电压和A相电流的仿真波形，图8 为dg轴电流仿真波形。
图7A相电压和A相电流的
图8dg轴电流仿真波形
（2）i≠0的仿真结果
9A相电压和A相电流的仿
图10dg轴电流仿真波形
为了进一步验证并网逆变器的性能，研制了 基于英飞凌公司XC167CI的硬件平台jjf(京) 88-2022 智能电表远程状态评价风险筛查技术规范，其系统 结构图如图3所示。 为了使仿真和实验结果相吻合，分别进行了 i=0和i≠0两种实验研究，电流给定方式同 仿真。 （1）i=0的实验结果 图11A相电压和A相电流的实验波形，图 12为dg轴电流实验波形。 （2）i#0的实验结果 图13为A相电压和A相电流的实验波形， 图14为dg轴电流实验波形。
图12dg轴电流实验波形
图14dg轴电流实验波形
本文针对风力发电系统并网逆变器的特 点，采用SVPWM技术、电网电压矢量定向控制 以及d、q轴电流闭环控制，使并网逆变器的 d、q轴电流解耦，实现并网逆变器的能量传 输和功率因数可调控制。 仿真结果和实验结果表明：电流波形正弦度 良好，谐波分量小，动态响应快，系统性能良 好，为下一步直驱式风力发电系统的研究奠定 了良好的基础。
作者简介： 杨勇（1981一）男，湖南涟源人，博士研究生，研究 方向风力发电： 阮毅（1955一）男，浙江宁波人福州某工程施工组织设计方案，博士，博导，研究 方向电力电子与电力传动。
作者简介： 杨勇（1981一）男，湖南涟源人，博士研究生，研究 方向风力发电； 阮毅（1955一）男，浙江宁波人，博士，博导，研究 方向电力电子与电力传动。