双馈风力发电系统励磁变换器的控制策略.ppt

《双馈风力发电系统励磁变换器的控制策略.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、双馈风力发电系统励磁变换器的控制策略一、双馈风力发电系统网侧变换器的控制及仿真研究2.双馈电机数学模型的推导和分析3.两种常用的转子侧变换器控制方案二、双馈风力发电系统转子侧变换器的控制1.网侧变换器的控制策略1.转子侧变换器的功能2.网侧变换器的控制策略的仿真验证一、双馈风力发电系统网侧变换器的控制及仿真研究双馈风力发电系统硬件结构简图网侧变换器的功能网侧变换器是励磁变换器连接电网的部分，其主要功能是稳定直流母线电压，能实现能量的双向流动，并在适当的时候能够进行功率补偿。1.网侧变换器的控制策略电网风机齿轮箱RLABC双馈电机机侧变换器网侧变换器并网装置励磁变换器网侧变换器

2、按电网电压定向矢量控制策略网侧变换器双闭环控制策略框图2.网侧变换器的控制策略的仿真验证网侧变换器的功率控制Id给定在0.25s时由9A→6A，Iq给定在0.5s时由0A→5A，得到下面的仿真波形：变换器输出a相的电压和电流波形可以看出按电网电压定向实现了网侧变换器输出有、无功功率的解耦，并使网侧变换器具有无功补偿的能力。变换器输出有功、无功的波形网侧变换器母线电压控制作用直流母线电压给定在1s时由1000v→800v。可以看出网侧变换器带电压闭环后可以快速调节直流母线电压，从而可以在母线负载变化的时候调节母线电压，使其保持恒定。双馈风力发电系统的转子侧变换器是整个系统励磁变

3、换器连接双馈电机(Doubly-FedInductionGenerator，DFIG)转子的部分，在励磁变换器中，网侧变换器的主要功能是维持直流母线电压的稳定，不直接参与对DFIG乃至整个风力发电系统的控制。DFIG及整个风力发电系统的控制大多都是通过转子侧变换器实现的，因此转子侧变换器的控制效果直接决定了整个双馈风力发电系统的性能。二、双馈风力发电系统转子侧变换器的控制1.转子侧变换器的功能并网控制可以通过控制转子侧变换器来调节DFIG输出定子电流、电压的频率、相位、幅值，使之与电网匹配，达到柔性并网的目的，降低了系统并网时对电网的冲击。可以通过控制转子侧变换器调节DFIG

4、定子侧输出的有功功率来实现最大风能追踪，即最大限度地利用风力机捕获的风能。最大风能跟踪可以通过控制转子侧变换器调节DFIG定子侧输出的无功功率实现单位功率因数发电或对电网进行无功补偿，有宜于电网的稳定。功率因数补偿风力发电系统的运行区域运行区域控制任务控制主体启动区发电机并网发电机控制子系统最大风能跟踪区追踪最大风能发电机控制子系统恒转速区限制转速风力机控制子系统恒功率区限制功率风力机控制子系统要实现转子侧变换器对DFIG的精确控制作用，转子侧变换器的控制策略应以DFIG的数学模型为基础来进行设计。因为DFIG在结构上与异步电机相似，所以与异步机模型基本一致。在理想情况下得到

5、DFIG在同步旋转坐标系下的电压方程、磁链方程和转矩方程如下：2.双馈电机数学模型的推导和分析控制原理的实现：在异步电机中，由于转子电流一般不可测(鼠笼转子)或不方便测量，所以一般不选取转子电流作为电机的状态变量，一般选取转速、定子电流、转子磁链(或定子磁链)作为状态变量。但在DFIG中转子电流使可测的且控制回路在转子上，为系统的控制提供了更多的裕度，下面就选取转速、转子电流、定子磁链作为状态变量来分析电机的特性。由DFIG的磁链方程可得：3.两种常用的转子侧变换器控制方案DFIG的有功功率流向可以看出，转子侧控制电路根据系统的运行情况控制转差功率，维持系统的稳定运行。DFI

6、G的功率计算定转子均采用电动机惯例，则定、转子向DFIG输入的总有功功率为：定、转子铜耗电机磁场变化从定、转子吸收的能量定子输入电磁功率转子输入电磁功率将定、转子电流、磁链矢量代入定、转子输入电磁功率的表达式并结合DFIG磁链方程化简可得：若不考虑磁场变化从电网吸收的无功成分，DFIG定子吸收的无功功率为：DFIG定子磁链定向矢量控制采用按定子磁链定向，将定子磁链定于dq坐标系上的d轴，有：代入DFIG的电压方程和磁链方程可得：代入前面推导的功率计算表达式可得：DFIG按定子磁链定向矢量控制系统结构图3.DFIG定子电压定向矢量控制采用按定子电压定向，将定子电压定于dq坐标系

7、上的d轴，有：代入DFIG的电压方程和磁链方程可得：代入前面推导的功率计算表达式可得：DFIG按定子电压定向矢量控制系统结构图谢谢！