风力发电系统实现高效率化、高性能化的矩阵变换器FRT控制技术的开发

近年来，世界各国都在积极的引入和利用风力发电。 风力发电系统中，由雷击导致的瞬时电压降低（以下简称瞬降），以此引发的大规模停电应将其防患于未然，且为了尽快恢复瞬降后的系统电压，对故障穿越（Fault ride through,FRT)的必要条件确定如下：
（1）瞬降时，规定的残（电）压如在持续时间以内，连接于发电机的AC-AC变换器不解列，必须继续运转（日本，中国，欧美各国）;
（2）瞬降时，相应于降低的电压值，要将无功电流注入系统（德国，西班牙等）;
此外，为防止因瞬降造成的风轮异常加速和振动，除上述的必要条件之外，还要求下面的功能
（3）瞬降过程中，还要对相同于发电机瞬降前的转矩继续进行调节。
另方面，对比原来的整流器-逆变器系统，作为高效率、小型轻量、长寿命的AC-AC变换器的矩阵变换器（matrix converter),对此进行了研究，且将适用于风力发电的事例进行了报导。但是，以系统电压为基准的矩阵式变换器，属于降压型电力变换器，故发生瞬降的场合下，发电机的端子电压也降低，存在发电机难于继续运转的问题。对于这一问题，迄今矩阵式变换器的FRT控制已有若干个提案，同时满足上述（1)-（3）要求的FRT控制，不只限于作者所掌握的知识。因此，在本文中，对已开发的瞬降时也继续运转的系统无功电流和发电机转矩同时控制的矩阵变换器的FRT控制，予以介绍。







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