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摘要
直流风电机组(DCwindturbine，DCWT)作为全直流风力发电系统的关键基础设备，其高效的拓扑结构和稳定的控制策略对于全直流风力发电系统的运行有着重要的影响。为解决目前DCWT电能变换环节过多造成的效率较低，自启动控制难度高以及故障穿越时对辅助电路依赖造成的可靠性较低等问题，本文提出了一种基于并充串放电变换的新型直流风电机组的拓扑结构。基于该拓扑中所采用的新型直流变换器中半桥桥臂与全桥桥臂在低压侧并联、高压侧串联的动态连接方式的特点，本文设计了该DCWT在不同工况下的运行控制策略；并分析了DCWT在损耗、自启动、直流故障处理等方面的运行特性。通过对比计算，验证了所提新型DCWT拓扑在通过减少电能变换环节，可有效提高能量传输效率；另通过PSCAD/EMTDC搭建了基于新型DCWT的并联型全直流发电系统仿真模型，经风电系统内DCWT在稳态、动态等正常运行工况以及故障DCWT 动态切入切出、直流短路等故障运行工况下的仿真，验证了该新型DCWT在具有可行性的前提下，并具备较低控制难度的自启动方式以及高可靠性的故障穿越能力。
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单位新疆大学; 北京金风科创风电设备有限公司
