永磁风力发电系统的变拓扑晶闸管整流器控制策略

为了克服电力电子器件尤其是绝缘栅双极晶体管（IGBT）对风电机组功率容量和电压等级的束缚，提出了一种适用于六相双Y永磁同步发电机的风力发电变流装置。该装置将变拓扑结构的晶闸管整流桥和三电平逆变器分别作为前端和后端。前端整流器中，2个三相晶闸管整流桥之间的串并联关系可通过二极管与开关组成的辅助电路在运行过程中进行动态切换。在低风速时，2个整流桥串联，提升输入电压;在高风速时，2个整流桥并联，扩大功率容量，以适应风力发电机输出电压的宽范围变化。新型电流峰值控制方法替代了传统比例积分（PI）控制方法，消除了变结构可能造成的电流突变，实现了动态运行中拓扑结构的无缝切换。三电平逆变器在发电机接近额定功率时根据风力机转速线性提高母线电压，使得整流器相位移因数保持稳定，提高功率因数。实验结果验证了原理的正确性和装置的可行性。