OMAL瑪爾九開關變換器的雙饋風力發(fā)電系統(tǒng)
伴隨著大規(guī)模風電技術的快速發(fā)展，風電裝機容量在整個電力系統(tǒng)中的比例日益提高，為保證電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行，電網故障時的低電壓穿越運行是風電并網規(guī)范對風力發(fā)電機組的重要要求之一。目前，雙饋型風力發(fā)電機組在風力發(fā)電市場上占有較大份額，因此提高雙饋發(fā)電機的低電壓穿越能力是一項亟待解決且挑戰(zhàn)的研究熱點。

OMAL瑪爾九開關變換器的雙饋風力發(fā)電系統(tǒng)
目前，針對雙饋風電機組的低電壓穿越問題，一種不增加硬件成本、不改變系統(tǒng)結構的方法是通過變流器的勵磁控制策略實現(xiàn)的。但是這種方法需要較大的變流器容量，這部分容量在系統(tǒng)正常運行下會造成浪費。典型的雙饋風力發(fā)電系統(tǒng)通常采用背靠背雙PWM變流器。本文提出用新型OMAL九開關變換器替代背靠背變流器來實現(xiàn)雙饋機組的低電壓穿越，并且在正常運行時，OMAL九開關變換器的容量又能得到充分利用。OMAL九開關變換器是通過開關管復用將背靠背變流器的十二個開關管縮減為九個而組成的新型AC/AC拓撲。該拓撲具有所用開關器件少、結構簡潔的特點，通過其*的SPWM調制，可以實現(xiàn)與背靠背變流器同樣的功能。但由于OMAL九開關變換器特殊的結構，其直流母線電壓將會比背靠背變流器直流側電壓高很多，并且每個開關管的耐壓耐流容量也要比背靠背變流器中的高，這是其拓撲結構所固有的缺陷。但這在雙饋風力發(fā)電應用場合，缺陷能夠轉化成優(yōu)勢。因為較高的直流側電壓和較大的器件容量使其較容易實現(xiàn)低電壓穿越的勵磁控制。而在正常工況下，又可以充分利用變換器的九個開關器件，不造成容量的浪費。因此，將OMAL九開關變換器作為雙饋風電機組的變流器，無論是在穩(wěn)態(tài)運行還是在故障下的穿越運行，都顯示出了比背靠背變流器更有優(yōu)勢。通過對OMAL九開關變換器的調制原理進行深入分析，得出其在雙饋發(fā)電機組中的端口對外等效形式，從而將基于OMAL九開關變換器的雙饋風力發(fā)電系統(tǒng)等效為網側等效部分和機側等效部分，簡化了系統(tǒng)的分析。在d軸電網電壓定向同步旋轉坐標系下，分別對網側等效變換器和機側等效變換器進行建模分析，給出其控制策略，結合OMAL九開關變換器的調制條件給出了每一部分正常運行的調制控制框圖，并通過仿真和實驗驗證系統(tǒng)控制策略的正確性。

OMAL瑪爾九開關變換器的雙饋風力發(fā)電系統(tǒng)
對于在電網電壓跌落的低電壓穿越過程中，結合一臺典型的兆瓦級雙饋發(fā)電機分析了OMAL九開關變換器在開關器件電流容量和直流母線電壓方面相對于背靠背變流器的優(yōu)勢。在一種簡單抑制轉子側過流的勵磁控制策略下，通過兩種系統(tǒng)的電壓跌落仿真驗證了OMAL九開關變換器在雙饋機組低電壓穿越中的優(yōu)勢。