双馈风力发电系统双pwm变换器控制策略研究

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1、电气传动2012年第42卷第9期ELECTRICDRIVE20l2Vo1．42No．9双馈风力发电系统双PWM变换器的控制策略研究符晓巍，贾要勤(西安交通大学电气工程学院，陕西西安710049)摘要：介绍了双馈风力发电系统的工作原理，采用双PWM变换器为双馈电机的励磁电源，详细讨论了双PWM变换器的控制策略，建立了基于s函数的转子侧控制器与网侧控制器的仿真模型。仿真结果表明，采用介绍的控制策略，可以实现功率解耦控制、最大风能追踪、变速恒频运行、并网高功率因数运行以及在工作状态切换时直流母线电压的稳定

2、，同时验证了所建模型与控制策略的正确性。关键词：变速恒频；风力发电；双馈电机；S函数；双PwM变换器；矢量控制中图分类号：TM315文献标识码：AResearchonDualPWMConvertersforDoubly—fedWindPowerSystemFUXiao—wei，儿AYao—qin(SchoolofElectricalEngineering，Xi’anJiaotongUniversity，Xi’an710049，Shaanxi，China)Abstract：Theoperationpr

3、incipleofdoubly—fedwindpowergenerationsystemwasintroduced，dualPWMconverterwasadoptedasDFIGexcitationpowersupplyanditscontrolstrategywasdiscussedindetail，thenthesimulationmodelofrotor—sidecontrollerandgrid—sidecontrollerwasestablishedbasedonS-function．T

4、hesimulationresultsdemonstratethatthemodelrealizesthemaximumwindenergytracking，decouplingcontrolofactiveandreactivepower，variable—speedconstant—frequency(VSCF)，ensuresthestabilityoftheDCvoltagewhileworkingstateswitchingandthehighpowerfactoroperation．At

5、thesametime，thesimulationconfirmsthecorrectnessofthemode1andthecontrolstrategy．Keywords：variable—speedconstant—frequency(VSCF)；windpowergeneration；doubly—fedinductiongener—ator；S-function；dualPWMconverter；vectorcontrol风能是一种洁净的可再生能源，因为其拥有变换器的工作原理以及控制策略，

6、对转子侧变换很好的经济性和环保性，所以具有很好的商业开器采用定子磁链定向的矢量控制策略，实现了功发和应用前景口]。交流励磁变速恒频(AEVSCF)率解耦控制以及最大风能追踪；对网侧变换器采风力发电系统相对于恒频恒速发电系统具有一系用电网电压定向矢量控制，实现了单位功率因数列的优势：变速运行不仅提高了能量利用率而且并网运行以及直流母线电压稳定。还降低了原动机承受的机械应力；能实现有功功1交流励磁双馈电机的运行原理率与无功功率的解耦控制[2；它的转速运行范围较宽并且所需要的变频器容量较小，仅为定子输交流

7、励磁双馈风力发电系统的结构如图1所出功率的一部分。示。根据电机学理论可知，定转子磁场要相对静双馈电机的定子侧与工频电网相连，转子侧止则有通过双PWM变换器提供励磁，改变转子侧励磁f_pn~f(1)电流的幅值、频率、相位以及相序，实现了发电机⋯的恒频输出以及有功无功功率的控制。式中：，。为定子电流频率；f为转子电流频率；，z交流励磁系统的控制影响着整个AEVSCF为发电机转速；P为发电机极对数。风力发电系统的运行性能。本文介绍了双PWM由式(1)可以看出，当发电机的转速变化时，作者简介：符晓巍(198

8、9一)，男，硕士，Email：{uxiaowei—archer@yahoo．erl16符晓巍，等：双馈风力发电系统双PWM变换器的控制策略研究电气传动2012年第42卷第9期可以通过改变转子侧励磁电流的频率实现发电机l一—■一定子侧输出频率恒定的电能，这就是双馈发电系1．L．统变速恒频运行的基本原理。一奸]一L+Lr一M一(3)最大风能追踪实现单位功率因数与有功无功功运行以及直流母线定子输出功率为率解耦控制电压稳定控制fP一一3i。lQ一一号：(4)Ms式中：iM，r