式(5)中，当i(0)=i，当Ur选择U6(101)时，i将沿着U-Ur方向趋近ir，则确定SaSbSc=101，i在其他位置同样分析，得到开关表如表1所示。其中，设置的零空间矢量是为了减少开关通断次数。
表1列出了输出电压矢量U处于不同的扇区位置和不同的Sp、Sq时开关动作，如表1所示。
3 系统仿真
为验证系统运行的稳定性和控制策略的正确性，在Matlab/Simulink仿真环境下建立了输出功率为10 kW的风电系统仿真模型，其中，机侧整流器采用双闭环控制策略来保持直流电压的稳定，进而作为网侧逆变器的直流输入电压。网侧逆变器采用功率环进行单环控制，将输入的稳定直流电逆变成能够满足并网要求的交流电，下面对机侧整流器和网侧逆变器分别进行仿真分析。系统仿真参数如下：输出功率为10 kW;电网的输出线电压为380 V;也即相电压220 V;电源频率f=50 Hz;电感L=4 mH;等效电阻R=0.1 Ω;电容C=4700μF;负载电阻RL=36 Ω;直流母线电压udcr=600 V。
3.1 机侧整流器仿真分析
发电机发出的交流电首先经过整流变成直流电，为稳定直流侧电压采用电压外环、功率内环的双闭环控制策略，建立基于直接功率控制的机侧整流器仿真模型如图7所示。
由图8可知，相电压和相电流同相，处于单位功率因数的整流状态，具有较快的动态响应。由图9可知，直接电压稳定在给定参考值，具有较强的抗负载扰动能力，整流效果良好。
3.2 网侧逆变器仿真分析
建立基于直接功率控制的网侧逆变器仿真模型，如图10所示。
仿真得到网侧相电压、电流波形，由图11所示，可知电网侧电压和电流的相位是相反的，逆变器很好地工作于向电网传输电能有源逆变的状态，然后对单相电流进行一个周期内的THD分析波形如图12所示，相电流波形接近于正弦波，THD=3.20%谐波分量较低，可满足并网要求。瞬时有功功率和无功功率值如图13所示，瞬时有功功率在10 kW附近波动，瞬时无功功率在0值附近，调节能力强、波动小能够较好地跟踪给定值。
4 结束语
本文通过选择“背靠背”变流拓扑结构和采用直接功率控制策略进一步提升风电系统的并网效果。选用的网侧逆变器和电机侧整流器可以单独进行分析和研究，根据仿真可知，基于直接功率控制策略的变流器可以实现单位功率因数并网、网侧电流波形接近正弦波、谐波畸变小、直流电压能够保持恒定;采用直接功率控制策略的风电系统具有响应快、稳定性好、结构简单的优点。提高了电能质量和电网的稳定性，并且双侧电路的设计和控制方法类似易于DSP进行数字化控制，对风力发电技术的发展提供了参考。
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